현대자동차와 기아가 지난해 말 산업통상자원부 주관 ‘대한민국 기술대상’에서 대통령상을 수상한 ‘2-스테이지 모터시스템’ 기술을 소개하는 영상을 현대자동차그룹 공식 유튜브 채널에 공개했다.

 스테이지 모터시스템 영상 캡쳐/이미지=현대차·기아 제공

이번 영상은 현대차·기아 전기차에 적용되는 첨단 모터 구동 제어 기술을 일반 고객도 쉽게 이해할 수 있도록 제작된 것이 특징이다. 이는 이전에 공개된 ‘브레이크 작동원리’ 영상과 마찬가지로 기술 중심의 고객 소통을 이어가겠다는 의지를 보여준다.

영상은 기본적인 모터 구동 시스템의 3가지 주요 부품—모터, 감속기, 인버터—을 소개하며 시작된다. 모터는 회전력을 발생시키고, 감속기는 이를 바퀴에 전달하며, 인버터는 배터리의 직류 전력을 교류로 변환하는 역할을 한다.

일반적으로 고출력 위주로 설계된 전기차 모터 시스템은 도심 주행에서 효율이 낮아지는 한계가 있다. 현대차·기아는 이를 극복하기 위해 인버터에 주목했다. 기존 전기차 인버터에는 실리콘 카바이드 반도체로 구성된 6개의 스위치가 적용돼 있었지만, 현대차·기아는 여기에 실리콘 전력반도체 6개를 추가해 총 12개의 스위치로 구성된 ‘2-스테이지 모터시스템’을 개발했다.

이 기술을 통해 모터에 인가할 수 있는 전압이 기존 대비 최대 70%까지 확대돼 출력이 증가하며, 일상 주행에서는 6개 스위치만 사용해 효율을 유지하고, 고속·고출력 상황에서는 두 세트를 모두 활용해 안정적 성능을 구현할 수 있다.

현대차·기아는 단순히 스위치 개수를 늘리는 것만으로는 성능을 최적화할 수 없다고 설명한다. 스위치 증가로 제어 범위가 넓어지기 때문에, 독자 제어 기법과 모드 절환 알고리즘을 적용해 모드 전환 시 이질감 없이 자연스럽게 작동하도록 했다.

2-스테이지 모터시스템은 기아 EV6 GT를 시작으로 현대차 아이오닉 5N, 아이오닉 6N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등에도 적용되며 소비자들로부터 긍정적인 평가를 받고 있다. 현대차·기아는 향후 출시될 전기차에도 이 기술을 확대 적용할 계획이다.

또한, 2-스테이지 모터시스템의 핵심 기술은 한국을 비롯해 미국, 유럽, 중국, 일본 등에서 총 47건의 특허 출원을 완료했다.

개발에 참여한 연구원들은 “전 세계에서 유일하게 고출력과 고효율을 동시에 구현하는 혁신적 모터 시스템”이라며, 대통령상 수상과 경쟁사들의 기술 분석 사례를 언급하며 자부심을 표했다.

[경제엔미디어=김재호 기자]