넥쏘 수소전기차, 1회 충전 '1000km 주행' 현실이 되다

[현장] 현대차 '올뉴 넥쏘' 수소전기차 기술설명회, "올곧은 신념의 결실…수소사회 이끈다"

[김종철 기자]

▲ 2세대 넥쏘는 수소 전기차의 1회 충전 주행거리를 대폭 향상시켰다. 기존 1세대 609㎞에서 720km까지 1회 충전으로 주행할 수 있다. 연료전지 시스템과 PE시스템을 개선하고 고전압 배터리와 수소 탱크 용량을 늘린 덕분이다. ⓒ 현대자동차

지난 18일 오후 서울 강서구 메이필드 호텔 지하주차장에 들어섰다. 주차 버튼을 누르기 전 계기판을 쳐다봤다. 현대차가 미래 수소사회를 준비하면서, 야심차게(?) 내놓은 수소전기차 넥쏘 2세대 모델. 기자는 서울에서 인천 영종도 일대를 왕복으로 직접 타 봤다. 전체 100km가 넘는 구간이었다. 기자와 함께 회사 관계자 등 성인 남성 2명이 탔고, 무더위 속에 차량 에어컨도 풀 가동했다. 서울 시내 일반도로를 비롯해 공항 고속도로와 지방국도 등 다양한 도로 구간을 직접 내달렸다.

영종도에서 서울로 돌아오는 52km 편도 구간의 연비는 수소 1kg당 139km 였다. 넥쏘의 수소연료 탱크용량은 6.69kg(162리터)다. 이를 단순 계산하면, 한번 충전으로 929.91 km를 달릴수 있다는 것이다. 자동차 시장에선 한번 주유 또는 충전으로 1000km 주행을 '꿈의 주행'으로 여긴다. 이를 위해 전 세계 자동차회사들과 배터리기업들이 차세대 연료전지 개발에 몰두하고 있다.

전기차 개발에 앞선 현대차는 수소전기차를 통해 '꿈의 주행'을 현실로 만들어 나가고 있다. 수소전기차는 차량 운행 중에 이산화탄소(Co2) 배출가스가 '제로(0)'인 궁극의 친환경차로 꼽힌다. 1998년 첫 수소연료전지 개발에 나선 후, 현대차의 수소전기차 개발은 27년동안 계속되고 있다.

2013년 세계서 처음으로 수소전기 양산차를 선보였고, 지난 2018년 1세대 넥쏘는 현대차 최초의 수소전기차 전용모델이 됐다. 넥쏘는 전 세계 수소전기차 가운데 가장 많이 팔린 모델이다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 현대차는 지난해 글로벌 수소연료 차량에서 36.4%로 1위를 차지했다. 2위는 일본 도요타(7.1%) 였다.

"1회 충전 929.9km 주행가능" 110명중 2명 1083km, 1043km 기록도

▲ 신형 넥쏘 수소전기차. 서울에서 인천공항 일대 왕복 100킬로미터를 2시간에 걸쳐 운행했다. 사진은 편도 52.8km 구간에서 수소 kg당 139 km를 달릴수 있는 것으로 나타났다. ⓒ 김종철

지난 18일과 19일 이틀동안 110명의 기자들이 신형 넥쏘 수소전기차를 시승했다. 서울 강서구에서 인천 영종도 일대를 왕복으로 다녀오는 약 100km 구간이었다. 이날 시승에 앞서 가진 기술설명회서 공개된 넥쏘의 공식 복합연비는 수소 1 kg당 107.6km였다.

회사 쪽에서 최종 집계한 자료를 보면, 이날 참가 기자 가운데 40%이상이 공식 연비를 뛰어넘는 기록을 보였다. 110명 가운데 42명이 kg당 108 km이상 이었다. 기자 역시 회사 관계자가 동승하고, 에어컨 등 각종 공조장치를 가동시키면서 평상시 운전습관대로 달렸다. 서울서 영종도 일대의 첫 편도구간에선 kg당 110 km의 연비를 기록했다.

이후 돌아오는 구간에서도 운전 환경은 크게 다르지 않았다. 다만 첫 구간에 비해 가속과 정지페달, 스티어링과 각종 운행 관련 조작이 좀더 편해졌고 익숙해졌다. 특히 가속페달 하나만으로 차량의 가속과 감속을 조절하는 아이페달 기능을 적극 활용했다. 고속도로와 지방 국도 등 자동차 전용도로에선 정속을 유지했고, 시내 구간 등에서도 급출발과 정지보다 교통 흐름에 맞춘 평상시 운전 습관대로 진행했다.

앞선 1차 시승구간보다 더 멀고 복잡한 구간이었음에도, 연비는 30%이상 높게 나왔다. 1 kg당 139km, 연료 탱크를 가득 채우면 무려 929.9km를 달릴수 있는 연비였다. 기자와 비슷한 연비를 기록한 참가자들도 7명이나 됐다. 이들 가운데 참가자 2명은 각각 1kg당 162km와 156km의 연비를 기록했다. 이를 단순 환산하면, 1회 충전으로 무려 1083.78km와 1043.64km를 달릴수 있다는 계산이 나온다. 이들 대로라면, 1000km 꿈의 주행이 현실이 되는 셈이다.

"27년의 투자, 올곧은 신념의 결실…수소전기차는 더이상 미래기술 아닌 현실"

▲ 2세대 넥쏘 수소전기차는 ‘아트오브스틸’ 이라는 디자인 철학을 반영했다. 철 소재 그대로의 탄성을 살려 형태적인 아름다움으로 살려냈다는 것이 회사쪽 설명이다. ⓒ 현대자동차

구인호 현대차 국내마케팅팀 팀장은 "넥쏘의 수소전기차는 더 이상 먼 미래의 기술이 아니다"면서 "내연기관과 전기차 등과 같이 대중화 가능한 현실적인 모빌리티 기술이며, 현대차는 수소전기차 시장에서 퍼스트 무버가 될 것"이라고 강조했다.

사실 현대차가 수소전기차 부문에서 시장을 선도할 수 있었던 것은 끊임없는 연구개발과 투자 때문이다. 현대차 관계자는 "세계 자동차회사들도 친환경차의 마지막은 수소전기라는 것을 잘 알고있다"면서 "수소라는 연료 특성을 잘 이해하고 차량 운행 과정에서의 안전성 등을 확보하는데 연구와 기술개발에 막대한 투자와 시간이 필요했다"고 말했다.

김호중 현대차 책임연구원(MLV 프로젝트2팀)은 "1998년 연료전지 개발에 나선후 2005년 환경기술연구소를 만들어 수소전기차 개발에 적극 나설때 만해도 수소전기 자체가 생소했던 시절"이라며 "2013년 세계 최초의 양산전기차 투싼을 개발한 이후, 넥쏘를 통해 수소전기 기술을 전세계에 알린 모델"이라고 말했다.

▲ 2세대 넥쏘 수소전기차의 옆 모습. ⓒ 현대자동차

그는 "지난 27년동안 수소라는 깨끗하고 공평한 연료로서의 가치를 그대로 유지해 왔다"면서 "2세대 넥쏘는 '올곧은 신념의 결실'로 수소개발의 상징이며 더 진보된 기술을 바탕으로 소비자의 목소리를 담은 모델"이라고 덧붙였다.

실제로 이날 기술설명회 자리에서는 그동안 1세대 넥쏘에서 제기됐던 각종 소비자 불만들이 그대로 공개됐다. 수소 전기차만의 특별함이 부족하다거나, 전기차체 비해 가속감이 떨어지고, 차량 내부와 수납 공간, 편의사양 등이 아쉽다는 등의 소비자 목소리가 소개됐다.

7년만에 완전히 달라진 넥쏘, 디자인과 연료시스템 효율 개선…소비자 목소리 반영

현대차 연구원들은 "소비자들의 요구를 적극적으로 반영하기 위해 디자인부터 연료시스템 전반에 걸친 개선을 이뤄냈다"고 설명했다. 수소전기차는 일반 전기차와 달리 별도의 수소저장시스템을 갖고 있다. 수소가스 충전소에서 차량에 수소를 충전해 쓴다. 수소를 넣은 차량에는 연료전지 시스템을 통해 고전압 배터리와 구동 모터 등을 통해 운행되는 구조다.

수소를 통해 전기를 발생하고, 이를 통해 차량을 구동시키면서 산소와 결합한 수소는 물로 만들어져 빠져 나가게 된다. 이산화탄소 등 각종 유해물질이 전혀 발생하지 않는 궁극의 친환경차라고 말하는 이유이기도 하다. 2세대 넥쏘는 수소를 저장하는 탱크 용량을 늘리고, 연료전지의 시스템 성능도 개선했다. 차량 운행의 핵심인 구동시스템도 일체형으로 바꾸면서 효율성을 더 높였다.

▲ '디 올 뉴 넥쏘 테크 토크'에서 발표하는 FC시스템설계1팀 박훈우 책임연구원. ⓒ 현대자동차

전성배 전동화시스템설계팀 책임연구원은 "구동시스템을 일체형으로 바꾸고, 양방향 고전압 전력변환장치도 개선해 차량의 동력성능을 향상했다"고 설명했다. 수소전기차 성능시험을 맡은 이조영 책임연구원은 "수소저장 탱크를 늘리고 연료전지와 구동시스템이 개선되면서 차량 운행 모드별로 성능이 이전보다 크게 개선됐다"면서 "전기의 회생제동시스템인 아이페달 기능도 최신 버전으로 창작됐다"고 전했다.

또 수소전기차가 궁극적인 친환경차라는 평가도 있지만, 운행과정에 차량 내부에 남아있는 수분이 겨울에는 동결될 수도 있기 때문에 운행이 불편을 끼치기도 한다. 정재권 FC제어개발1팀 책임연구원은 "차량에서 생성돼 시스템에 남아있는 물을 모두 배출할 수 있도록 관리 해야한다"며 "겨울철 외부 기온 하락이 감지되면, 빙결 방지 기능이 작동돼 시동이 늦게 걸리는 일이 없도록 했다"고 말했다.

이제훈 MLV총합시험팀 책임연구원은 "2세대 넥쏘는 동력성능 뿐 아니라 승차감과 차량 소음과 진동에서도 큰 개선을 이뤄냈다"고 했고, 정현준 연구원은 "여행이나 각종 레저활동에도 불편함이 없을 만큼 실내 공간과 적재 용량도 늘었다"면서 "기술의 진보 뿐 아니라 이동의 즐거움도 크게 느낄수 있을 것"이라고 전했다.

이철민 현대차 국내마케팅실 상무는 "넥쏘는 미래세대를 위한 사명감으로 만든 차"라며 "이전 모델보다 수소전기연료에서 한층 더 진화된 기술을 통해 수소전기차 시장에서 확고한 우위를 지켜나갈 것"이라고 강조했다.

▲ 2세대 넥쏘의 큰 특징은 수소시스템의 개선. 동력원인 연료전지 시스템을 비롯해 공기공급 시스템 등에서 큰 성능 향상을 보였다. ⓒ 현대자동차