공기저항계수 0.206까지 개선
세계 최고 수준의 풍동시설서
최저 공기저항 연구차 개발도

남양연구소 공력시험동에서 아이오닉 6 차량으로 유동 가시화 시험을 하는 모습./사진: 현대차그룹 제공

[대한경제=강주현 기자] 아이오닉 6 페이스리프트(부분변경)가 국내 전기차 중 가장 긴 568㎞의 1회 충전 주행가능거리를 달성한 배경에는 현대자동차의 치밀한 공력성능 개발이 있었다.

23일 현대자동차그룹 남양기술연구소 공력시험동을 찾아 전기차 주행거리 연장의 핵심 기술인 공력성능 개발 과정을 직접 확인했다.

남양연구소 공력시험동은 축구장 한 개 크기(약 6000㎡)에 달하는 거대한 풍동시설로, 직경 8.4m에 3400마력 출력의 대형 송풍기가 최대 200㎞/h의 바람을 만든다. 초강력 태풍 수준의 바람까지 재현해 차량의 공력성능을 평가한다.

주행거리가 경쟁력인 전기차에게 특히 중요하다. 전기차는 0.01의 공기저항계수(Cd)를 개선할 때마다 약 6.4㎞의 주행거리 연장 효과를 얻을 수 있어서다. 이를 배터리 용량 증대로 달성하려면 약 25만원 상당의 배터리가 추가로 필요하다.

박상현 공력개발팀 팀장은 “전기차의 주행거리를 늘리기 위한 가장 효율적인 방법 중 하나가 자동차의 공기저항을 줄이는 것”이라며 “고속도로에서 공기저항이 차지하는 비중이 41%로 엔진 저항이나 타이어 구동저항보다 가장 크다”고 설명했다.

아이오닉 6의 공력성능 개발은 단계적으로 이뤄졌다. 초기 1차 품평에서 0.25~0.27Cd 수준이었던 것이 2차 품평에서 0.24Cd, 모델 승인 단계에서 0.23Cd까지 개선됐다. 이후 프로토타입 단계에서 언더바디 튜닝과 각종 스포일러 적용을 통해 초기 양산모델은 0.214Cd를 달성했다.

최근 출시된 부분변경 모델은 세계 최고 수준인 0.206Cd까지 공력성능을 개선했다. 초기 개발 단계와 비교하면 공력성능 개선만으로 약 41㎞의 주행거리 연장 효과를 얻은 셈이다. 환경부에 따르면 아이오닉 6 부분변경 모델은 항속형(롱레인지) 2WD 18인치 기준, 복합 568㎞의 주행거리를 달성했다. 도심 기준으로는 무려 609㎞까지 달릴 수 있다.

아이오닉 6 부분변경 모델./사진: 강주현 기자

현대차는 아이오닉 6 개발 경험을 바탕으로 “세계 최고로 공력이 좋은 차를 한번 만들어보자”는 목표를 세워 ‘에어로 챌린지카’라는 연구용 차량을 개발했다. 이 차량은 공기저항을 줄일 수 있는 원리를 분석하고, 최종적으로 양산차에도 적용하기 위한 목적으로 제작됐다.

올해 초 도입한 고성능 세단 형태의 에어로 챌린지카는 0.144Cd로 세계 최저 수준의 공기저항계수를 달성했다. 벤츠, BMW 등 글로벌 완성차 업체들의 초저항력 콘셉트카(0.17∼0.19Cd)보다 훨씬 낮은 수준이다. 이 차량에는 △액티브 카울 커버 △액티브 사이드 블레이드 △액티브 리어 스포일러 △액티브 리어 디퓨져 △통합형 3D 언더커버 등 다양한 첨단 공력 기술이 적용됐다.

이 중 액티브 사이드 블레이드와 액티브 리어 디퓨져는 차량 후면에서 40㎝까지 연장돼 측면 와류와 후류를 억제하는 식으로 공력성능을 개선한다. 이러한 기술들은 당장 양산에 적용되지는 않지만, 향후 지속적인 성능향상과 검증 과정을 통해 공력성능 요소 기술로 활용할 예정이다.

공력시험동의 또 다른 강점은 실제 주행환경을 정밀하게 재현한다는 점이다. 시험실 바닥에는 5개의 회전 벨트가 설치된 턴테이블이 있어 지면 재현 평가를 할 수 있다. 차량의 네 바퀴 아래와 차량 하부 바닥면에 벨트를 함께 회전시켜 실제 주행 시 발생하는 공기 흐름을 정확히 구현한다. 연기를 분사해 차량 주변 공기 흐름을 시각적으로 확인하는 ‘유동 가시화 시험’도 함께 진행된다.

박상현 팀장은 “외관 디자인부터 차량 하부 설계, 공력 신기술 개발에 이르기까지 끊임없는 노력을 바탕으로 전기차 경쟁력을 강화하고 있다”고 밝혔다.

남양연구소 공력시험동에서 아이오닉 6 차량으로 유동 가시화 시험을 하는 모습./사진: 현대차그룹 제공

강주현 기자 kangju07@

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