[서울타임즈뉴스 = 최남주 기자] 현대자동차∙기아가 전기차의 고성능과 고효율을 동시에 구현한 핵심 기술 '2-스테이지 모터시스템'을 상세히 소개하는 기술 영상을 그룹 공식 유튜브를 통해 공개했다. 이 기술은 지난해 산업통상자원부가 주관한 ‘대한민국 기술대상’에서 최고 영예인 대통령상을 수상한 바 있다.

이 동영상은 일반 고객도 쉽게 이해할 수 있도록 전기차 모터 구동 시스템의 기본 구조 설명으로 시작된다. 전기차 구동 시스템은 모터, 감속기, 인버터로 구성되며, 모터가 회전력을 생성하면 감속기가 이를 바퀴로 전달한다. 인버터는 배터리의 직류 전력을 교류로 변환해 모터가 회전하도록 만드는 핵심 부품이다.

전기차는 고출력을 높이는 방향으로 설계할 경우 도심 주행에서 효율이 떨어지는 한계가 있었다. 현대차∙기아는 이를 해결하기 위해 인버터 구조를 혁신했다. 기존 전기차 인버터에는 실리콘 카바이드(SiC) 기반의 스위치 6개가 적용된다. 그러나 현대차∙기아는 여기에 실리콘 전력반도체 스위치 6개를 추가해 총 12개 스위치가 동작하는 '2-스테이지 모터시스템'을 개발했다.

이 시스템을 통해 모터에 가용되는 전압이 기존 대비 최대 70%까지 늘어나 출력이 대폭 강화된다. 일상 주행에서는 단일 스위치 세트만 사용해 효율을 유지하고, 고속 주행이나 고출력이 필요한 순간에는 두 세트 모두를 가동해 강력한 성능을 즉각적으로 발휘한다.

스위치가 단순히 늘어나는 것만으로는 해결되지 않는 제어 문제도 있었다. 스위치 수가 증가하면 제어 난도가 급격히 높아지기 때문이다. 현대차∙기아는 자체 개발한 제어 기법과 모드 전환 알고리즘을 적용해 주행 중 출력 모드가 바뀌어도 운전자가 이질감을 느끼지 않도록 구현했다.

이 기술은 기아 EV6 GT를 시작으로 아이오닉 5 N, 아이오닉 6 N, 아이오닉 9, 그리고 차세대 수소전기차 ‘올 뉴 넥쏘’에도 적용되고 있다. 현대차∙기아는 앞으로 출시될 전기차에도 적용을 확대할 예정이다.

현대차∙기아는 이 기술과 관련해 한국을 포함해 미국, 유럽, 중국, 일본 등 전 세계에서 총 47건의 특허를 출원했다. 기술 개발에 참여한 연구원들은 “고출력과 고효율을 모두 실현한 유일무이한 시스템”이라며 “경쟁사가 우리 전기차를 분해해 연구했다는 이야기를 들었을 때, 기술의 가치를 인정받았다는 자부심이 들었다”고 말했다.