르노삼성 전기차

 

2012년 출시 예정 르노삼성 전기차 SM3 Z.E의 모든 것[1]

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추천 3 | 조회 4543 | 채영석의 자동차 세상 | 2012.01.02 18:46

2012년 출시 예정 르노삼성 전기차 SM3 Z.E의 모든 것

현 시점에서 배터리 전기차는 주류는 아닐지라도 필수로 여겨지고 있다. 높은 가격과 배터리의 한계로 인해 상용화를 위한 길은 멀지만 배출가스 규제 기준을 충족하기 위해 반드시 갖추어야만 하는 존재로 인식되고 있는 것이다. 글로벌 자동차 업체 중 배터리 전기차에 대해 가장 적극적인 자세를 보이고 있는 것은 르노삼성자동차가 속해 있는 르노 닛산 얼라이언스다. 기아 레이 전기차에 이어 2012년에는 르노삼성도 SM3 배터리 전기차를 출시한다. 그 배경부터 전망까지를 조망해 본다.

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

 

 

 

고유가와 친환경의 중요성이 대두 되는 요즘, 자동차 시장에서도 친환경 차량 개발에 모든 메이커가 심혈을 기울이고 있다. 하이브리드 차량에서부터 전기자동차까지 친환경 고효율의 제품 개발은 피할 수 없는 과제다. 국내시장에서는 현대기아차의 하이브리드카가 먼저 선보이면서 친환경 제품들이 등장하고 있는 상황이지만, 시장에서 요구하는 고효율과 친환경 부문에 있어 만족할만한 성능을 보이기에는 역부족인 모습이다.

배터리 전기차에 대한 행보도 그다지 적극적이지는 않다. 현대자동차는 2010년 i10를 베이스로 한 배터리 전기차 블루온을 선보인 바 있다. 약 300대를 생산해 관공서에 공급하고 그 수명을 다했다. 이어서 최근 기아자동차가 경차 레이스의 배터리 전기차를 선 보였다. 블루온과는 달리 언제라도 양산에 돌입할 수 있다는 특징이 있다. 배터리 전기차가 필수 요소라는 점을 인정한 전략의 일환이라 할 수 있다.

 

 

그런데 이번에는 르노삼성자동차가 배터리 전기차의 국내 시판 로드맵을 발표해 주목을 끌고 있다. 르노삼성자동차는 일찌감치 르노 닛산 얼라이언스와 함께 하이브리드 차량이 아닌 100% 순수 배터리 전기자동차에 올인 하고 있다. 아직 까지는 배터리 전기자동차가 내연기관 차량에 비해서 성능적인 부분에서 효율이 떨어지는 건 사실이지만 점차 배터리 기술 및 전기차 관련 기술개발이 속도를 올리면서 완성도 높은 제품을 곧 선보일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유럽에서는 르노그룹이 이미 전기차 2개 차종을 시판에 들어갔고 내년에도 추가로 2개 차종을 선보일 예정이다.

르노 닛산 얼라이언스 배터리 전기차에 가장 적극적

르노삼성차의 모회사인 르노그룹은 2009년 프랑크푸르트 모터쇼를 통해된 4대의 전기차 컨셉트를 발표했다고 2010년부터 본격적인 양산을 시작했다.
배터리 전기차는 르노 에코드라이브 정책에서 가장 중요한 부분이며 여기에는 효율을 크게 개선한 내연기관 및 변속기 등이 포함돼 있다. 르노는 2020년에는 신차 판매에서 전기차가 차지하는 비율은 10%가 될 것이라고 예상하고 있으며 2016년에는 누적 전기차 판매 150만대가 목표이다.

르노는 리튬-이온 배터리 기술을 개발한지 18년이 됐으며 현재는 만족할 만한 수준까지 성능이 발전됐다고 밝히고 있다. 플루언스 Z.E.와 캉구 Z.E의 배터리는 48개의 파워 모듈을 포함하고 있으며 닛산과 NEC가 합작한 AESC가 공급한다. 전기차의 엔진과도 같은 전기 모터는 에너지 효율이 90%에 달해 25~40%에 그치는 내연기관보다 우위에 있다고 설명했다.

전기차가 늘어나면서 리튬의 부족 현상이 올 것이라는 예상도 있었다. 전기차는 리튬-이온 배터리를 사용하고 있기 때문이다. 실제로 250kg의 캉구 Z.E.의 배터리 팩에는 3kg의 리튬이 필요하다. SQM의 조사에 따르면 현재 글로벌 리튬 매장량은 1,400~1,700톤 사이이며 이는 6억대의 전기차에 해당하는 양이다. 그리고 배터리 재활용에 대해서는 우미코어와 손을 잡고 있다.

르노닛산자동차의 카를로스 곤회장은 르노닛산그룹은 오는 2016년까지 전기자동차를 누계 200만대 이상 판매할 계획이라고 밝힌 바 있다. 이는 도요타자동차의 하이브리드카 판매 상승률보다 훨씬 높은 것으로, 르노닛산은 하이브리드가 아닌 전기차로 세계 자동차업계의 주도권을 잡겠다는 전략이다. 그러니까 토요타와 르노닛산연합의 친환경차 주류 쟁탈전이 시작된 것이다.

곤 회장은 2016년에는 적어도 전기차를 200만대 이상 판매, 세계 최대의 전기차 메이커로 도약할 것이라고 전망하고 있다. 닛산은 2010년 12월부터 5인승 전기차 리프를 미국과 일본에서 판매하기 시작했으며 유럽시장에도 판매하고 있다.

이를 시작으로 2013년에는 소형 상용차, 소형 고급차, 초소형차로 전기차 라인업을 확충할 예정이며, 르노자동차도 내년 이후에 4개 차종의 배터리 전기차를 판매, 양 사를 합쳐 2016년까지 총 8개의 차종을 투입할 예정이다.
곤회장은 전기차 보급의 관건은 차량이 아니라 배터리라며, 2012년 중으로 미국이나 유럽에서도 배터리 생산을 개시할 예정이라고 밝혔다.

그런 목표 달성을 위해 르노.닛산자동차의 카를로스 곤은 르노.닛산 연합이 우선 오는 2013년말까지 세계에서 연간 50만대의 전기자동차를 생산할 수 있을 것으로 전망된다고 밝혔다.

곤 CEO는 일본과 미국에서 2010년 12월부터 판매를 시작한 닛산 자동차의 리프에 대해 당초에는 생산능력이 한정될 것으로 전망됐지만, 배터리 비용이 낮아지게 되면 생산을 늘려 나갈 것이라고 말했다. 판매 1년이 지난 리프의 글로벌 판매대수는 약 2만대 가량으로 당초 목표 수치를 넘어섰다.

르노자동차의 배터리 전기차 개발 과정

르노그룹은 2009년 가을 프랑크푸르트 모터쇼에서 3가지 전기차를 공개했다. 르노그룹이 공개한 배터리 전기차는 기존에 선보였던 메간 EV와 마찬가지로 양산차와 흡사한 스타일링이다. 또 발전된 행태의 리튬-이온 배터리 채용으로 항속 거리도 더욱 늘렸다는 주장이다. 르노는 배터리 전기차 이외에도 다양한 충전 시스템을 2011년 프랑크푸르트 오토쇼를 통해 선보였다. 쇼장에는 관람객이 직접 작동할 수 있는 세 가지의 충전 설비가 전시되어 있었다. 더불어 베터 플레이스와 추진하는 배터리 교환소와 더불어 퀵 드롭을 같이 운영해 충전에 관한 어려움을 해소한다는 계획이다.

 

 

프랑크푸르트에서 베일을 벗은 르노닛산 얼라이언스의 4종류의 전기 컨셉트카는 2년 이내에 시장에 선 보인다는 목표를 설정한 르노 Z.E. 전기자동차의 선두 주자들이다

르노는 2011년부터 2종의 내연기관 자동차의 후속 모델을 포함해 4종의 전기차를 점진적으로 출시했다. 첫 번째는 이스라엘과 유럽에 먼저 선보일 플루언스의 전기차 버전. 운송과 업무가 주용도인 르노 캉구 익스프레스의 전기자동차가 그 뒤를 잇는다.

이 후 전기차 제품군은 다른 세그먼트로까지 확장될 예정이며, 2종의 차량은 처음부터 전기차로 설계될 것이다. 트위지 Z.E. 컨셉트로부터 파생된 세 번째 모델은 도시의 이동수단을 타깃으로 정했다. 조이 Z.E. 컨셉트로부터 영감을 얻은 네 번째 모델은 2012년 초에 출시될 예정으로 도심의 일상에서 다목적으로 사용되도록 설계되었다.

르노, 플루언스 Z.E.와 캉쿠 Z.E. 양산형

르노가 플루언스 Z.E.와 캉구 밴 Z.E.의 양산형을 공개했다. 두 모델은 2012년 초 출시 예정인 모델로 르노 전기차 라인업의 주력이라고 할 수 있다. 플루언스 Z.E.와 캉구 밴 Z.E.에는 르노가 추진하는 전기차 기술이 대거 적용돼 있다. 그 중 플로어스 Z.E는 르노삼성의 SM3를 베이스로 하고 있다.

 

 

플루언스 Z.E.는 2010년 프랑크푸르트 모터쇼에서 베일을 벗었고 확정된 디자인이 공개된 바 있다. 출시는 2012년 상반기로 잡혀 있으며 이스라엘과 덴마크를 시작으로 유럽 전역에 소개된다. 플루언스 Z.E는 세계 최초의 C 세그먼트 전기차이기도 하다. 빠르게 충전 포인트를 찾을 수 있는 스마트 내비게이션을 비롯해 블루투스와 듀얼 존 공조 장치 등의 편의 장치도 풍부하게 실린다.

전기 모터는 1만 1,000 rpm에서 95마력의 힘을 내며 최대 토크는 23.1kg.m이다. 전기 모터의 무게는 160kg, 배터리는 250kg이다. 배터리는 2열 시트 뒤에 위치하지만 적재 공간을 침범하지 않는다. 충전 시간은 기본 6~8 시간 사이, 32A 400V의 급속 방식을 이용하면 30분 만에 가능하다. 그리고 퀵 드롭으로 불리는 배터리 교환소를 방문하면 3분 만에 배터리를 교체할 수 있다.

 

 

캉구 밴 Z.E.는 2010년 12월 열린 COP 15에서 첫 선을 보였다. 출시는 내년 상반기부터 시작되며 최대 항속 거리는 160km이다. 전기차로 개조됐지만 일반 캉구 밴이 갖고 있는 기능성은 그대로 보유하고 있다. 적재 공간과 실내 공간이 일반 내연기관 모델과 동일한 것.

전기 모터는 59마력의 힘을 발휘하며 에너지 효율이 90%에 이른다. 최대 출력은 1만 500 rpm에서 나오고 최대 토크의 수치는 23.0kg으로 플루언스 Z.E.와 동일하다. 리튬-이온 배터리 팩은 바닥에 낮게 깔린다. 차체 중량은 1,410kg이다. 르노는 전기차를 위한 인프라를 구축하고 있다. 프랑스의 경우 7만 5천개에 이르는 충전 스테이션을 세우고 다른 유럽 국가들도 비슷한 계획을 세우고 있다.

르노와 닛산은 각각 3종 이상의 전기차 출시를 앞두고 협력을 강화해 시너지효과를 극대화할 계획이라고 발표했다. 닛산은 올해 12월 리프 출시에 이어 향후 몇 년 내 전기차 3종을 출시할 계획이며 르노는 출시 예정인 전기차 4종 중 플루언스를 첫 차로 내년에 출시할 계획이다.

르노-닛산의 CEO 카를로스 곤은 ‘연구개발과 원가절감 활동을 공동으로 추진하는 것이 규모의 경제 효과를 극대화하는 핵심 전략’이라고 언급하고 르노와 닛산은 플랫폼 및 부품 공유, 급속 충전 시스템 공동 개발, 정부 인센티브에 대한 공동 로비 및 재생 배터리 협력 프로그램 등을 추진할 계획이다.
현재 르노-닛산은 일본, 유럽, 미국에 전기차 배터리 공장을 건설 중인데 2013년까지 연산 전기차 50만 대 규모의 배터리 생산능력을 구축할 계획이다.

르노삼성차 SM3 Z.E 2012년 말 국내 시장 시판

르노삼성차는 르노닛산의 배터리 전기차 기술을 채용한 모델의 생산 및 한국시장 출시를 추진하고 있다. SM3 Z.E.는 르노에서 2011년 10월부터 시판에 들어간 플루언스 Z.E.의 SM3 버전이다. 2012년 말 부산 공장에서 생산 예정인 양산차량 수준의 성능을 보이는 전기차로서, 르노삼성자동차와 르노-닛산 얼라이언스의 첨단 전기차 기술을 잘 보여주고 있다.

 

SM3 Z.E.는 이산화탄소 배출이 전혀 없고, 100% 모터로 구동된다. 1회 충전으로 도시주행 모드에서 180km 이상, 최고속도 150km를 주행할 수 있으며, 최대 모터파워 70kW, 최대 토크는 226Nm의 성능을 보이고 있다.
리튬-이온 배터리는 무게가 약 250kg이며 속도가 줄어들 경우 배터리를 충전하기 위해 에너지 복원 시스템이 가동된다. 차량에 장착되는 리튬-이온 배터리는 트렁크에 수직으로 위치하고 있다. 차량의 전장은 배터리의 위치를 고려하여 일반 SM3에 비해 약 13cm를 더 길게 제작 하였다.

SM3 Z.E.의 세 가지 배터리 충전 방식

SM3 Z.E.는 국내에 소개된 전기차량 중 유일하게 퀵 드롭 배터리 교환 시스템 채택하게 된다. 베터 플레이스와 르노닛산은 퀵 드롭 시스템의 실용화를 위해 다양한 노력을 기울여 왔다. 아직까지 메이커에 따라 퀵 드롭 시스템에 대한 의견이 분분하지만 르노그룹은 추진하는 쪽으로 가닥을 잡았다.

 

SM3 Z.E.는 크기, 무게 배분 등이 일반 SM3와는 다르기 때문에 차체 보강을 통해 예방 안전 측면에서 일반 SM3와 동일한 수준의 높은 안전 성능을 제공한다. 일반적으로 전기 모터는 내연기관 엔진보다 가볍기 때문에 프론트 서스펜션은 더 부드럽고 리어 서스펜션 역시 배터리 때문에 무거워진 무게를 감당할 수 있도록 강화했다.

SM3 Z.E.는 르노삼성자동차 부산공장에서 생산될 예정이며, 이를 통해 초기 자본투자를 최소화하고 대량 생산체제를 신속하게 갖추어 나감과 동시에 높은 수준의 품질을 보장할 수 있도록 한다는 계획이다.

르노삼성자동차는 EV 실증사업용 시작차량을 2011년 30대, 2012년 최대 500대씩 공급하는 계획을 수립하고, 2012년 말부터는 부산공장에서 본격적인 양산에 들어가는 것을 목표로 하고 있다. 향후 EV 인프라 구축환경에 맞추어 구체적인 양산시점을 확정할 예정이다.

한편, SM3 Z.E.는 올 초 환경부에서 실시한 실증연구에서 아주 우수한 결과를 보인바 있다. 또한 제주도 스마트 그리드 실증단지에서 친환경 운송분야에 참가 실증사업을 진행하고 있다. 향후 전기차 택시, 전기차 렌터카 등 다양한 분야에서 진가를 발휘할 수 있을 것으로 전망하고 있다.