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전기자동차와 함께 차세대 친환경 자동차로 인정받고 있는 수소연료전지차량를 체험하고 왔습니다.
수소연료전지차량은 현대차 이해와 소통행사의 일환으로 마북연구소를 방문하여 이루어졌는데요.
예전에도 환경부 친환경 자동차 행사에서 수소연료전지차량은 본적은 있었지만 이번에는 장시간 시승과 함께 연구소 팀장분들과 Q&A까지 진행함에 따라 수소연료전지차량에 대해서 많은 것을 알 수 있었던 행사였습니다.
자 그날 내용을 공유해볼까요?
우선 현대차 안병기 연료전지개발실장께서 인사말을 하셨는데, 토요타가 하이브리드를 선점한 것처럼 현대차도 수소연료전지차량에 있어서는 경쟁에서 선점하기 위해 노력중이고 이번 세계 최초 상용화는 가솔린내연기관 양산과 견주어도 손색이 없을만큼 의미가 있다고 하시더군요.
무엇보다 블로거들에게 설명과 시승을 통해 객관적으로 평가를 해달라고 하셨습니다.
자, 수소연료전지의 작동원리는 수소와 산소를 반응시켜서 물과 전기를 얻는 개념입니다.
그 전기로 모터를 돌려서 차량을 움직이게 되죠.
보통 듣게되는 전기차(EV)는 충전된 배터리를 통해서 모터를 구동합니다. 배터리의 용량한계로 전체주행거리가 짧은 것이 전기차(EV)의 단점이라면 수소연료전지는 그 단점을 상쇄할 수 있게 압축된 수소를 활용해서 전기를 만들어내어 전기차(EV)보다 더 좋은 운행거리(약 500km)를 가졌다고 보시면 되겠습니다.
보통 수소연료전지차라고 하면 ‘수소’라는 말이 붙어있어 안전에 있어서 뭔가 위험성이 있지 않을까? 생각하시는 분들이 있을텐데요.
수소저장 탱크의 폭발이 없도록 안전시스템이 잘 갖추어져 있고, 안전도 테스트도 수소탱크에 수소를 다 채운상황에서 후방추돌 테스트까지 하기 때문에 안전상으로 문제 없게끔 설계되었고 안전도 면에서 문제가 없게끔 제어장치를 잘 갖추고 있다는 설명입니다.
세계 최로로 상용화 했다는 것은 안전도까지 검증이 끝났다는 것이겠지요.
앞서 말했듯이 현대차도 하이브리드와 전기차도 R&D하고 있지만, 수소연료전지차량에 대해서는 선점을 위해 공을 들이고 있는 상황입니다.
과거보다 연료전지의 부피도 작아지고, 저온시동성이나 1회 충전 주행거리등 상용화에 큰 문제가 없을 단계까지 와 있는 상황이라고 하는데요.
열효율 측면에서 가솔린과 비교하면 27.8km/L의 연비효율을 보인다고 하는데요. 기존 내연기관 연비에 비하면 월등히 좋습니다.
전기차도 그렇지만 역시 실소비자가 충전할 수 있는 수소의 단가가 얼마냐가 관건이 되겠지요.
국내에는 13개의 수소충전소가 있네요.
설명으로는 정부와 협조하에 나중에는 약 45개까지 늘릴 계획이라고 합니다.
자 이제 밖으로 나가서 수소연료전지차량을 시승하기 전에 수소충전소도 가봤는데요.
좌측에 있는 것은 350bar압력, 우측에 있는 것은 700bar압력의 수소충전기 입니다. 300bar는 버스, 700kg은 SUV용인데, 당연히 승용차에 있는 수소탱크가 작으니 700bar로 압축을 더 하게되는 것이죠.
투싼 수소연료차량의 연료주입구입니다.
연료전지(Fuel Cell) TEXT와 함께 미래지향적으로 디자인되어 있습니다.
이렇게 꼽으면 수소충전이 됩니다.
완전 충전이 되려면 약 5분정도 걸린다고 하네요.
자, 이제 직접 투싼 수소연료전지차량을 타고 장거리 시승을 시작합니다.
총 230km~240km에 이르는 코스인데요. 용인 마북연구소에서 춘천까지 갔다가 청평에 들린 후 다시 서울을 거쳐 마북연구소로 돌아오는 코스입니다.
초기 수소연료전지차량은 하체밑에 수소연료전지를 이루는 연료전지나 설비들이 보였었는데요.
기술진화로 연료전지시스템을 모듈화 시켜 엔진룸으로 다 넣게되어 사진에서 보는 것처럼 일반 투싼 SUV 지상고와 다르지 않고 하체아래도 매끈합니다.
이게 바로 수소연료전지차량의 보닛내부입니다.
연료전지와 각종 시스템 구성이 되어 있습니다.
과거보다 콤팩트해지고 있는 흐름이 느껴지지요.
운전석으로 들어와봐도 일반 투싼 SUV와 크게 다르지 않습니다.
그런데 자세히 보면 센터페시아나 계기판이 살짝다른데요.
계기판을 보면 일반 차량과는 RPM게이지가 다름을 알 수가 있지요.
아마도 이 구성은 하이브리드와도 비슷하게 RPM이 아니라 엑셀레이팅 정도와 회생제동과 구동에 의한 고전압배터리 충전으로 이루어져 있습니다.
그리고 하이브리드 차량에서 볼 수 있는 것과 비슷하게, Fuel Cell 흐름도가 인포테인먼트에서 제시되어 있습니다.
H2 수소탱크에서 연료전지로 가서 에너지원을 만들고 이를 모터로 보내 구동하게 되는데요.
그 아래 보면 고전압배터리가 하나 있죠.
연비와 운전의 감성 등과 같은 상품성을 위해 배터리도 존재해서 모터를 어시스트 할 수 있도록 되어 있습니다.
또한 초기구동시에는 고전압배터리로 아주 잠깐 가기도 하고, 반대로 브레이킹시나 엑셀링을 하지 않으면 회생제동으로 배터리를 충전하기도 합니다.
물론 연료전지에서 배터리를 충전하기도 하지요.
트렁크를 열어보니 이 정도 넓이 입니다.
일반 투싼과 비교해서 바닥이 살짝 올라와 있습니다.
이 정도 체급의 전기차의 경우 배터리팩으로 공간은 손해보는 것과 비교한다면 예상보다는 큰 손해가 없는것을 볼 수 있습니다.
트렁크 바닥을 열어보니 이렇게 수소탱크를 볼 수가 있었습니다.
주행느낌은 어땠을까요?
일단 전기모터 구동이기때문에 상당히 조용하죠. 또한 나가는 맛도 부드럽습니다. 모터와 감속기(미션역할)이 즉결되어 있어 변속충격이 없습니다. CVT처럼 부드럽게 나가죠.
저속에서는 토크감이 좋구요. 고속에서는 탄력이 좀 떨어집니다.
이유는 전기의 특성이 토크는 좋은편이나 기어단수가 있는 개념이 아니기때문에 고속에서는 탄력이 떨어집니다. 만약 기어단수를 더 넣으면 중량증가 이루어져 부피나 경제성에 영향을 미치니 이런 부분은 좀 더 기술진화에 의해 해결되어야 부분이겠죠.
어쨌든 전반적으로 일반 투싼보다 더 부드러운 느낌입니다.
– 이 팔로윙샷을 찍어준 콰트로군께 감사!
특성은 언더스티어가 좀 느껴지는 성향입니다.
아무래도 연료전지가 있는 전륜부의 무게비중 크기 때문일꺼라고 생각했구요. 최고시속은 계기판 기준으로 165km/h 정도까지 밟아봤습니다.
인상적인 것은 전기차는 보통 브레이크를 밟았을때 좀 밀리는 느낌이 있는데 투싼 수소연료전지차량은 그런 느낌이 없이 브레이크 감각이 괜찮더군요. 이런 부분의 완성도가 좋아지고 있는 느낌입니다.
자, 총 230~240km정도 주행을 했는데요.
연료게이지는 2/5 정도 남았습니다.
평상적인 주행으로 500km를 갈 수 있다고 하는데, 이날 에어콘을 키고 4명이 타고 최고속 주행 등을 한 요인으로 생각이 되네요.
시승이 끝나고 마북연구소 수소연료전지 관련 파트장급 간부분들과 Q&A를 했는데요.
간략히 중요한 질의 응답 위주로 소개합니다.
■ 현대차의 차세대 친환경차량의 노선은?
현재 골고루 시도, 2050년 CO2 배출량 규정 예상을 보면 굉장히 목표가 하드한 상황으로 전기를 이용한 모델이 아니면 달성하기 어려운 상황
현대차는 하이브리드에 이어 플러그인 하이브리드까지 개발 시작했고 순수전기차(EV)까지 고려하여 개발 중, 궁극적으로는 수소연료전지차가 운행거리측면에서 가장 시장에 맞다고 판단하고 있음
■ 연료전지의 수명은?
수소와 공기와의 화학적 반응을 수반하기 때문에, 6개월(5천킬로) 에어필터 주기교환 및 기타 냉각수 등의 교환을 필요하며 연료전지 스택 자체는 22만km 이상 주행해봐도 수명저하가 없었음(약 3천시간) 그런데 어떤 운전조건에 따라 내구성 열화가 있긴 있으나 크게 운전에 영향을 미칠만한 수준은 아님, 지속적으로 개선시키기 위해 노력 중이며 열화된 것을 늦추는 기술은 준비가 되고 있음
■ 연료전지차의 보증기간은?
현재모델은 유럽에 4년 8만KM까지 보증 목표는 10년임
■ 수소연료전지 시스템이 세단까지 적용되는 시기는?
혼다는 승용모델로 나와있고, 토요타도 2015년 계획 중인데 세단에 적용하게 되면 모터출력을 낮추어도 주행메리트는 존재하나 거주성에서는 메카니즘상 불리한 요소가 있어서 현재는 투싼과 같은 SUV로 상용화한 것임.
2018년정도에는 차기모델에는 승용세단에도 탑재가능한 시스템 준비중임
■ 언더스티어가 느껴지는 특성과 고속시 탄력이 좀 떨어지는 특성은 운전재미를 위해 개선되어야 할 것으로 보이는데 계획은?
연료전지가 있는 전륜부에 무게가 더 많은 것이 사실, 이로인해 언더스티어 특성이 있음, 좀 더 경량화를 이루어서 무게배분을 개선 예정임
변속기가 2단으로 하면 고속시 탄력을 줄 수 있으나 중량증가나 부피문제가 있음
현재 실용성을 중시한 튜닝으로 되어 있는 상황인데, 세단으로 가면 주행성은 충분히 해소할 수 있다고 봄
자, 제가 2010년도에 해외에 나가서 수소연료전지차량을 시승해본적이 있는데요.
그때로부터 3년이 흘렀죠. 수소연료전지차량도 경량화가 이루어진 것을 느낄 수 있고, 시스템도 좀 더 효율이 좋아지면서 컴팩트해지고 있는 상황입니다.
주행감성도 여러 부분 일반적인 차량들과 비슷해지고 있고 소음과 진동은 탁월한 수준에 이르렀네요.
그러나 좀 더 기본적으로 필요한 운전재미부분은 앞으로의 기술진화에 따라 좀 더 보강되면 좋겠다는 생각이 드는군요.
어쨌든 현대차는 수소연료전지차량에 있어서 리더쉽을 가져가기 위해 노력하고 있고, 최근 세계최초로 양산에 성공했습니다.
전기차와 수소연료전지차는 인프라가 중요하죠. 정부와 차세대 에너지 인프라에 대해서 소비자까지 포함한 다자간 WINWIN할 수 있는 선도적인 정책과 실행이 나오기를 바랍니다.
앞으로 배터리로 가는 전기차의 배터리 용량한계를 해결하는 기술과 전기인프라 보급과제, 그리고 수소연료전지의 부피와 경량화를 이루는 기술과 수소충전소 인프라는 보급하는 과제의 진척수준에 따라 전기차와 수소연료전지차가 일반 MASS시장을 완벽히 커버하는 시기가 달라질 것으로 보입니다.
