김필수 대림대학교 교수/ 김필수자동차연구소소장
▲김필수 대림대학교 교수/ 김필수자동차연구소소장
이륜차는 구조적으로 일반 자동차보다 매우 단순하다. 크기나 구조가 단순하다보니 적은 비용으로 새로운 장치를 쉽게 적용할 수 있다. 나아가 실제 운용측면에서 작은 크기로 인한 비용 절감과 함께 이산화탄소 배출 등 친환경 요소 측면에서도 일반 자동차와 비교가 되지 않는다. 주차공간 등 유지비용도 훨씬 적게든다.
내연기관차를 대신하는 미래 모빌리티 산업에서 이륜차의 전기차 전환도 예외가 아니다. 전기차 전환을 이륜차가 주도한다고 해도 과언이 아니다. 적은 비용으로 보다 쉽게 관련 기술을 적용해 성능 등을 확인할 수 있기 때문이다. 글로벌 시장에서 이륜차를 많이 이용하는 인구대국인 인도나 중국, 인도네시아 등 동남아시아 시장에서는 수십억대가 돌아다닐 정도로 전기 이륜차의 성장이 두드러진다.
그러나 이륜차도 전기차로의 대세 전환에는 많은 한계가 있다. 가장 큰 문제는 작은 몸체 탓에 장착할 수 있는 배터리용량이 적다는 점이다. 전기이륜차에는 일반적으로 3Kwh 정도 배터리가 기본 용량으로 장착되는 데 이 배터리 용량으로 운행할 수 있는 거리는 50~60Km로 일반 이륜차(150km)의 3분의 1에 불과하다. 전기이륜차의 배터리 용량을 늘리려면 전체 비용 대비 배터리 비용 부담이 훨씬 커져 경쟁력이 떨어진다.
여기에 전기차의 특성상 고속으로 운행하다보면 모터가 과열돼 주행이 자동 정지되기도 한다. 이륜차는 일반 자동차와 같은 냉각장치가 없기 때문이다. 더구나 처음 출발할 때 급가속으로 인한 안전사고 사고발생 우려가 크고 노출되는 공간이 적은 만큼 탑재 공간도 없다. 그만큼 전기이륜차는 일반 전기차와 달리 주어진 조건이 까다롭다.
문재인정부에서 공약으로 국내에 보급되기 시작한 전기이륜차들도 실제 운영에 이같은 어려움을 안고 있다. 전기 이륜차를 가장 잘 만든다는 중국과 대만의 전기이륜차도 주행거리가 50~60km에 불과해 택배용으로는 거의 사용이 불가능하다. 판매되는 연간 2만~3만대의 전기이륜차가 높은 보조금을 받으면서 실제로는 제 기능을 발휘하지 못하고 있다.
이런 가운데 대만의 글로벌 이륜차 제작사인 고고로가 국내에 전기이륜차의 판매를 본격적으로 시작하면서 동시에 배터리 교환형 시스템도 함께 보급한다고 한다. 물론 배터리 교환 시스템은 같은 전기이륜차를 사용하여 용량이나 형태 등이 같은 배터리를 사용해야 가능하다는 한계성이 있다. 이런 형태는 규모의 경제를 자랑하는 중국에서 많이 활용하는 방법이다. 중국의 경우 규모의 경제적 장점을 활용하여 단일 전기이륜차에 배터리 교환시스템을 함께 보급하여 주행거리를 획기적으로 늘리는 방법이다. 앞선 언급과 같은 경우 하루에 두 번 정도 충전된 배터리를 사용하면 주행거리가 약 150Km 정도로 늘어날 수 있기 때문이다.
그러나 이 역시 다양한 여러 전기이륜차가 시장을 누비는 상황에서는 불가능한 방법으로 분명히 한계가 크다는 것이다. 즉 인도나 동남아시아 등 전기이륜차가 당장 발등의 불이 된 상황에서 분명한 해결방법이 없는 실정이다.
유일한 방법은 전기이륜차용 자동변속기의 도입이다. 현재 전기이륜차에 사용하는 변속기는 대만산 전기이륜차로 3년 전 판매가 시작된 2단 변속기가 유일한 양산형 기종으로 효율은 향상됐지만 아직 근본적인 문제 해결에는 크게 못 미치고 있다.
이런 한계점을 극복해 11년 전부터 미래형 전기차용 변속기를 개발한 국내 벤처기업이 있다. 현재 양산형 전기이륜차용 7단 자동변속기를 개발한 상태로 하반기부터 양산체제에 들어간다. 앞서 이 자동변속기는 지난 1년간 인도네시아의 여러 제작사에서 시험을 통해 3Kwh의 배터리가 탑재된 전기이륜차에 이 변속기를 탑재해 주행거리가 약 100Km에 이르고 등판능력은 획기적으로 상승하면서도 모터의 온도는 약 60도 정도에 머물러 아예 냉각장치가 필요 없는 것으로 확인됐다.
이 벤처기업은 초격차 기술로 해외 여러 기업으로부터 러브콜을 받고 있다. 이 기술은 더 나아가 일반 전기차에 적용가능하다는 것이다. 전기차에 적용하는 방법도 이미 고안돼 여러 제작사와 접촉 중이다.
미래 전기이륜차는 물론 전기차의 미래를 결정짓는 게임체인저 기술이라는 뜻이다. 이미 일반 전기차에도 포르쉐 타이칸과 아우디 E트론에 2단 변속기가 양산형으로 판매되고 있다. 물론 이 정도 적용에도 적지 않은 효율을 나타내고 있다. 미국의 글로벌 대용량 변속기 회사인 '이튼'의 경우도 2022년 전기버스에 개발한 4~6단 변속기를 탑재할 예정이다.
국내 벤처기업이 글로벌 시장에서 유일무이한 초격차 기술의 7단 변속기 개발과 양산형 진행에 대한 자부심과 더불어 우리 기술로서의 발전을 기약해야 한다는 것이다. 현재 여러 해외 기업에서 접촉 중인 만큼 우리 기술이 부메랑이 되어 다시 우리 목을 겨누는 과오를 다시는 겪지 말아야 한다. 정부도 이를 인식하고 전폭적인 지원과 함께 기술을 적극적으로 보호해야 한다.
전기이륜차의 한계 극복은 물론 미래 전기차를 책임지는 전기차용 변속기가 더욱 빛을 발해 미래 모빌리티의 주도권을 확실이 잡기를 바란다.
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