[Hinews 하이뉴스] 현대차·기아가 지난해 말 산업통상자원부가 주관한 ‘대한민국 기술대상’에서 대통령상을 수상한 ‘2-스테이지 모터시스템’을 자세히 소개하는 기술 영상을 현대자동차그룹 유튜브 채널에 공개했다.


이번 영상은 현대차·기아 전기차에 적용되고 있는 모터 구동 제어 기술을 일반 소비자도 쉽게 이해할 수 있도록 제작된 것이 특징이다. 최근 동일 채널에 공개한 ‘브레이크 작동원리’ 영상과 마찬가지로, 기술 중심 콘텐츠를 통해 고객과의 소통을 지속하겠다는 의지를 보여준다.

영상은 기본적인 모터 구동 시스템의 구성 요소를 소개하는 것으로 시작된다. 모터는 회전력을 만들고, 감속기는 그 힘을 바퀴에 전달한다. 인버터는 배터리에서 전달된 직류 전력을 교류 전력으로 변환해 모터가 작동하도록 한다.

전기차의 모터를 고출력 중심으로 설계할 경우 도심 주행에서는 효율이 떨어지는 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 현대차·기아는 인버터의 역할에 집중했다. 기존 전기차 인버터는 실리콘 카바이드 반도체 스위치 6개로 구성돼 있지만, 현대차·기아는 여기에 실리콘 전력반도체 6개를 추가해 총 12개의 스위치로 구성된 ‘2-스테이지 모터시스템’을 개발했다. 이를 통해 모터에 공급 가능한 전압이 기존 대비 최대 70%까지 증가하고, 더 높은 출력 성능으로 이어진다.

일상적인 주행에서는 기존 스위치 한 세트만 사용해 효율을 유지하고, 고속 또는 고출력 상황에서는 두 세트를 모두 활용해 강력한 성능을 안정적으로 끌어낼 수 있도록 설계됐다. 다만 스위치 개수가 늘어나면 제어해야 할 범위도 넓어지는 만큼, 단순히 개수를 늘리는 것만으로는 해결되지 않는다.
현대차·기아는 자체적인 제어 기법과 모드 절환 알고리즘을 적용해 각 모드가 전환될 때 이질감 없이 자연스럽게 절환되도록 구현했다.

2-스테이지 모터시스템은 기아 EV6 GT를 시작으로 아이오닉 5N, 아이오닉 6N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등 다양한 모델에 적용됐으며, 고객들로부터 긍정적인 반응을 얻고 있다. 현대차·기아는 향후 출시되는 전기차에도 이 기술을 확대 적용할 계획이다.

현재 이 기술의 핵심 요소는 한국을 포함해 미국, 유럽, 중국, 일본 등 여러 국가에서 총 47건의 특허 출원이 진행됐다.

기술 개발에 참여한 연구원들은 이 시스템이 고출력과 고효율을 동시에 실현한 혁신적 기술이라고 설명했다. 연구진은 “전 세계에서 유일무이하게 고출력과 고효율을 동시에 실현하는 혁신적인 모터시스템이라고 확신한다”며, 대통령상을 수상했을 때와 경쟁사가 차량을 분해해 보고 있다는 얘기를 들었을 때 “정말 의미 있는 일을 했구나”라고 느꼈다고 소감을 전했다.