'폭염·혹한'에도 끄떡없는 차… 현대차·기아, 첨단 열관리 기술 공개

여름철 외부 열 차단하고 겨울엔 따뜻하게
탑승객 쾌적함 초점…에너지 효율 극대화도
복사열 시스템 등 향후 출시 신차에 탑재

복사열 난방 시스템 등이 적용된 기아 EV9. /사진=현대차그룹

앞으로는 35도가 넘는 무더위와 영하의 기온에도 관계없이 언제나 차량 실내를 쾌적한 온도로 유지할 수 있을 전망이다. 22일 현대자동차·기아는 '히트 테크데이' 행사에서 차량 내부 온도를 제어하는 독자적인 기술 세 가지를 선보였다. 

△차량 유리에 부착해 실내 온도를 낮추는 '나노 쿨링 필름' △탑승객 주위의 발열체를 통해 체감 온도를 빠르게 끌어올리는 '복사열 난방 시스템' △세계 최초 48V(볼트) 시스템을 적용해 유리 내부 금속 코팅에서 빠르게 열을 내뿜어 서리와 습기를 제거하는 '금속 코팅 발열 유리' 등이다.

붙이기만 해도 –10도 '뚝'

현대차·기아가 이날 공개한 나노 쿨링 필름은 차량에 부착하기만 해도 실내 온도를 크게 낮출 수 있는 기술이다. 현대차에 따르면 여름철 실내 온도를 최대 10도 이상 낮출 수 있다. 나노 쿨링 필름은 외부의 열을 차단만 하는 기존의 틴팅 필름과는 달리 열 차단과 함께 외부로 열을 방출하는 기능까지 갖춘 첨단 소재다.

이날 행사에서는 나노 쿨링 필름이 부착된 아이오닉6이 전시됐다. 필름 시공 차량의 센터 콘솔 부근 실내 온도는 36도를 기록했지만 시공이 안 된 차량은 48.5도를 기록하며 큰 차이를 보였다.

나노 쿨링 필름이 적용된 현대 아이오닉6. /사진=도다솔 기자

이 필름은 태양 에너지의 근적외선대 파장을 반사하는 두 개 층과 내부의 중적외선대 파장을 외부로 내보내는 한 개 층을 포함, 총 세 개 층으로 구성돼 있다. 눈에 띄는 점은 가시광선의 투과도를 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 유리창을 어둡게 하지 않으면서 기존 틴팅 필름과 함께 사용 가능하는 점이다. 틴팅 필름과 함께 부착할 경우 틴팅 필름의 열 차단 효과에 나노 쿨링 필름의 차단·방사 효과가 더해져 더욱 효과적이라는 것이 회사 측 설명이다.

앞서 올해 4월 현대차는 파키스탄에서 투명한 나노 쿨링 필름을 70여대의 차량에 무상으로 장착하는 캠페인을 진행에 현지에서 큰 호응을 얻은 바 있다. 파키스탄은 최근 수년간 섭씨 50도 수준의 폭염을 기록 중인데, 보안상 틴팅이 법적으로 금지돼 있다. 연료비 부담에 많은 운전자들은 에어컨 대신 창문을 열고 주행하는 경우가 많고, 손님을 태워야 하는 운전자들은 어쩔 수 없이 에어컨을 가동하지만 이로 인한 연료 소모, 대기오염이 사회적 문제가 되고 있다. 

이민재 현대차·기아 에너지소자연구팀 책임연구원은 "국내 최초로 실제 차량에 적용한 나노 쿨링 필름을 선보이게 돼 기쁘다"며 "고객들이 나노 쿨링 필름을 만날 수 있도록 기술의 완성도를 양산 수준까지 빠르게 끌어올리겠다"고 밝혔다.

한겨울에도 3분이면 따뜻한 실내로

이와 함께 현대차·기아는 겨울철 탑승자의 몸을 빠르게 데워주는 기술인 복사열 난방 시스템을 소개하고 이 기술을 적용한 기아 EV9를 현장에서 직접 체험할 수 있도록 했다. 복사열 난방 시스템은 탑승자의 다리 부위를 둘러싼 위치에 복사열을 발산하는 발열체를 적용해 겨울철 차가워진 탑승자의 몸을 빠르게 덥히는 기술이다.

핵심 기술은 고온 필름형 발열체와 화상 방지 시스템이다. 110℃까지 열을 발생시키는 필름형 발열체가 각 모듈 안에서 열을 발생시키고 이를 감싸고 있는 직물 소재가 인체에 따뜻한 온도로 열을 조절해 원적외선을 방출한다. 각 발열체 모듈에는 신체가 닿는 즉시 이를 감지하고 온도를 낮추는 화상 방지 시스템이 적용돼 혹시 모를 화상 위험을 없앴다.

이날 행사에 전시된 EV9에는 총 9개에 달하는 위치에 복사열 난방 발열체를 적용했다. 운전석에는 스티어링 컬럼 아래쪽과 도어, 센터 콘솔 등 5곳, 동승석에는 도어, 센터 콘솔, 글로브박스 아래쪽 등 4곳이다.

글로브박스 하부에 복사열 난방 시스템이 적용돼 있다. /사진=도다솔 기자

실제 도어 쪽과 동승석 글로브 박스 하부 발열체에 손을 대보니 따뜻했다. 직물로 감싸져 있어 피부에 닿더라도 온도감이 자극적으로 느껴지지 않았다.

현대차·기아는 복사열 난방 시스템을 기존 공조 시스템과 함께 활용한다면 적정 온도에 도달하는 데 에너지를 17% 절감할 수 있고 3분 안에 하체에 따뜻함이 전달되기 때문에 탑승객의 쾌적함이 크게 향상될 수 있다고 강조했다.

또 공조장치의 건조한 바람이 피부에 직접 닿으면서 느끼던 불편함이 해소되고 건조하지 않은 쾌적한 난방이 가능할 것으로 예상된다. 

특히 실내 난방을 위해 소요되는 에너지 사용량 저감을 통해 겨울철 전기차 주행거리 확대에도 크게 기여할 것으로 기대된다. 현대차그룹의 실험결과에 따르면 기존 공기 가열식 PTC 에너지 소모량은 6kW(킬로와트)였으나 복사열 난방 방식의 에너지 소모량은 0.44kw 수준으로, 에너지 효율이 높았다.

현대차·기아는 복사열 난방 시스템을 향후 출시되는 신차에 탑재한다는 계획이다.

오만주 통합열관리리서치랩 연구위원은 "복사열 난방 시스템을 통해 빠르면서도 건조하지 않은 난방이 가능해질 것"이라며 "고객들이 겨울에도 차를 타는 데 거리낌이 없어질 것으로 기대한다"고 설명했다.

꽁꽁 언 유리에 뜨거운 물 붓던 시절도 끝

금속 코팅 발열 유리. /사진=도다솔 기자

많은 자동차 운전자들이 겨울철 얼어붙은 유리창을 녹이기 위해 뜨거운 물을 붓거나 도구로 긁어내는 불편을 겪었던 경험이 있다. 현대차그룹은 이 문제를 해결하기 위한 '금속 코팅 발열 유리'도 선보였다.

차량 앞쪽의 유리 사이에 약 20개 층으로 구성된 금속 코팅을 삽입해 유리 스스로 열을 만들어 겨울철 서리나 습기를 제거하는 기술이다.

기존에도 전면 열선(텅스텐) 유리 기술이 있지만 이는 앞이 잘 보이지 않는다는 단점이 있었다. 유리에 열선이 비쳐 보이거나 빛에 의한 산란 때문에 시야 확보가 어려워서다. 

현대차그룹의 금속 코팅 발열 유리는 열선이 보이지 않고 빛 번짐이나 왜곡이 없다는 게 큰 장점이다.

또 금속 코팅 발열 유리는 48V의 고전압 시스템을 통해 빠르게 성에와 서리를 제거한다. 영하 18도 조건에서 일반 히터는 서리 제거에 수십분이 걸리지만 금속 코팅 발열 유리는 5분이면 된다.

아울러 외부의 태양 에너지를 최소 60% 차단할 수 있어 차량의 에너지 효율성도 개선된다.

현대차그룹은 금속 코팅 발열 유리 관련 기술을 국내외 주요 시장에 특허 출원했으며 향후 출시되는 신차에 적용할 예정이다.

기술 개발을 담당한 정기헌 MLV외장설계1팀 파트장은 "금속 코팅 발열 유리가 적용되면 단순히 고객의 편의와 쾌적성이 높아지는 것뿐만 아니라 주행 안전에도 큰 도움이 될 것으로 기대한다"며 "특히 운전자의 시야를 방해할 수 있는 서리를 빠르게 제거할 수 있는 48V 시스템과의 만남으로 기술의 효용과 완성도가 한층 높아질 것"이라고 말했다.

도다솔 (did0903@bizwatch.co.kr)

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