수소 파워트레인 대중화의 시발점 역할

현대자동차의 차세대 수소차 ‘NEXO(넥쏘)’가 오는 3월 출시를 앞두고 주요기술들이 공개됐다.

현대자동차는 8일 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2018(Consumer Electronics Show)’에 참가해 미래형 SUV ‘NEXO(넥쏘)’의 차명과 제원, 주요 기술을 세계 최초로 공개했다. 아울러 이날 미국 자율주행 전문기업 오로라와 자율주행 기술을 공동개발하는 ‘현대차그룹-오로라 프로젝트’도 발표됐다.

현대차가 이번 CES에서 세계 최초로 공개한 ‘NEXO(넥쏘)’는 덴마크의 섬 이름이자 ‘첨단 기술(High Tech)’의 의미를 담고 있으며 고대 게르만어로는 ‘물의 정령(Water Sprit)’을 라틴어와 스페인어로는 ‘결합’을 뜻하는 단어이다. 현대차 측은 “산소-수소의 결합(NEXO)으로 오직 에너지와 ‘물(NEXO)’만 발생되는 궁극의 친환경차의 특성을 정확히 표현한다는 점에서 차세대 수소전기차 이름을 NEXO로 명명했다”고 설명했다.

NEXO(넥쏘)는 차세대 동력인 신규 수소연료전지시스템을 기반으로 자율주행 등 첨단의 ADAS(운전자 보조 시스템) 기술과 사용자 경험을 고려한 미래 지향적 인터페이스, 공간을 재해석한 디자인 등 미래 기술 적용으로 실용성을 두루 갖춘 ‘미래형 SUV(Future Utility Vehicle)’로 포스트 내연기관 시대를 이끌 차량이란 게 현대차의 설명이다.

5분 충전으로 609㎞ 달린다

수소저장 최적화로 최대 항속거리 구현

넥쏘는 현대차가 지난해 CES에서 공개한 3대 미래 모빌리티 비전인 ▲연결된 이동성 ▲이동의 자유로움 ▲친환경 이동성의 실체를 제시하고 미래 자동차 기술을 현재화 한다는 개발 철학을 바탕으로 탄생했다.

이에 넥쏘의 친환경 파워트레인은 수소이용률 향상과 부품 고효율화를 통해 세계 최고수준의 시스템 효율 60%를 달성했다. 때문에 1회 5분 이내의 짧은 충전시간으로 세계 최고 수준인 609㎞ 항송거리를 구현했으며 개선된 항송거리는 이전의 1세대 투싼 ix FCEV보다 약 40% 이상 향상됐다. 이는 현재까지 글로벌 시장에 출시된 수소전기차 중 가장 먼 거리를 주행할 수 있는 연비이다(토요타 미라이 502㎞, 혼다 클래리티 589㎞). 실제 넥쏘의 복합연비는 96.2㎞/kg(17인치 타이어 기준)이며 한 번에 총 6.33kg의 수소를 충전할 수 있다.

현대차 측은 “최대 항속거리 구현을 위해 차세대 고효율 수소연료전지 시스템을 개발했다”며 “무엇보다 수소탱크의 수소 저장밀도와 저장용량을 증대시켜 기존보다 더 많은 수소를 사용할 수 있도록 했다”고 밝혔다.

무엇보다 현대차는 수소 관련 안전성을 확보하는 데에도 중점을 뒀다. 현대차는 수소탱크 총격시험, 파열시험 등을 포함한 안전 인증시험을 실시하고 기존 충돌시험 항목에 더해 수소밸브 부위 직접 충돌, 후진 시 수소탱크 하부 타격시험 및 화재 안전성 평가 등 악조건하의 수소안전성을 재차 점검했다. 뿐만 아니라 전방 충돌 성능을 획기적으로 보강한 전방구조물 및 수소탱크 보호를 위한 차체 구조물 적용 등을 통해 차량 자체의 충돌안전성도 확보했다. 아울러 수소연료전지 시스템과 모터, 감속기, 배터리 등 핵심 부품의 내구성능을 충분히 확보했으며 연료전지 전용부품은 현대차의 독자적인 기술력을 통해 99%의 국산제품으로 완성됐다. 특히 넥쏘에 탑재된 수소연료전지시스템은 기존 내연기관과 동등한 수준으로 냉시동 성능을 영하 30℃에서도 가능토록 개선됐으며 수소연료전지 파워트레인은 고내구성 막전극 촉매와 새로운 운전제어기술을 통해 일반 내연기관 수준의 10년 16만㎞라는 획기적 내구성을 달성했다.

이와 함께 넥쏘에는 전기차에는 없는 공기 정화 기능까지 탑재하고 있어 주목을 받고 있다. 수소연료전지의 효율과 내구성을 위해 사용되는 넥쏘의 고성능 에어필터는 PM2.5이하의 초미세먼지까지 제거할 수 있어 연료전지시스템을 통과하면 99.9%의 미세먼지가 정화된다.

현대차에 따르면 넥쏘를 1시간 운행하면 공기 26.9㎏이 정화된다. 성인(체중 64㎏ 기준) 1명이 1시간 동안 호흡하는 데 필요한 공기량은 0.63㎏이므로, 넥쏘가 1시간 동안 걸러서 내보낸 공기(26.9㎏)로 42.6명이 1시간 동안 깨끗한 공기를 마실 수 있는 셈이다. 단순 계산대로라면 넥쏘 10만대가 2시간(승용차 기준 하루 평균 운행시간) 달리면 성인 35만5,000여명이 24시간 동안 호흡할 공기, 845만명이 1시간 동안 마실 수 있는 공기를 정화하게 되는 것이다. 845만 명은 서울시 전체 인구 985만 명의 86%에 해당한다.

첨단 ADAS 기술 적용, 자율주행 레벨2 구현

적재 공간 및 실내 거주성 개선

넥쏘는 대중메이커 최고 수준인 자율주행 레벨2 수준(미국 자동차공학회(SAE) 기준)이 구현 가능한 ADAS를 탑재해 운전자의 실사용 편의성을 높였다. 이에 넥쏘에는 고속도로 주행 보조 시스템(HDA)은 물론 차선 변경 시 후측방 영상을 클러스터를 통해 볼 수 있는 ‘후측방 모니터(BVM)’ 기능이 탑재됐다. 또한 현대차 최초로 고속도로뿐만 아니라 자동차전용도로 및 일반도로에서도 사용 가능한 ‘차로 유지 보조 시스템(LFA, 0~150kph 사이 속도에서 차로 중앙을 유지하도록 보조)’도 갖췄다. 뿐만 아니라 운전자가 탑승한 상태는 물론 하차한 상태에서도 주차와 출차를 자동으로 지원해주는 ‘원격 스마트 주차 보조 시스템(RSPA)’ 도 탑재돼 운전자가 미래 기술을 경험할 수 있도록 했다.

이와 함께 현대차 측은 넥쏘에는 ADAS기술과 더불어 운전자의 실사용성을 강화하기 위해 적재공간, 실내 거주성 등을 개선했다고 밝혔다.

수소차는 일반적으로 수소탱크 탑재로 적재공간 및 실내공간 구성에 한계가 있지만 넥쏘에는 세계 최초로 일원화된 3탱크 시스템으로 설계된 수소저장시스템을 적용해 레이아웃이 최적화 됐다. 이를 통해 동급 내연기관 차량과 동등한 수준의 839ℓ(미국 자동차공학회(SAE) 기준)의 넓은 적재공간을 확보했다. 또한 일반 2열 시트의 확장성까지 SUV 차량과 똑같이 사용이 가능토록 설계해 실내 거주성 역시 현존하는 수소전기차량 중 최고 우위를 확보했다는 것이 현대차의 설명이다.

현대디자인센터장 루트 동커볼케 부사장은 “넥소 디자인은 일반적인 차량 디자인 과정에서 탈피해 하나부터 열까지 새로 디자인했다”며 “수소차에 걸맞은 차별화된 미래적 디자인을 개발하는데 중점을 뒀다”고 말했다.

한편 현대자동차는 올해 3월 국내를 시작으로 글로벌 시장에 선보이는 넥쏘가 차세대 동력인 수소 파워트레인 대중화의 시발점이 되어줄 것으로 기대하고 있으며 향후 넥쏘에 적용된 친환경 파워트레인 기술을 더욱 발전시켜 다양한 차종으로 확대해 나갈 방침이다.