현대자동차∙기아는 전기차 모터 구동 시스템의 핵심 기술인 '2-스테이지 모터시스템'을 상세 소개하는 기술 영상을 현대자동차그룹 유튜브 채널에 공개했다고 10일 밝혔다.

이번 영상은 2024년 '대한민국 기술대상'에서 대통령상을 수상한 해당 기술을 일반 소비자들도 쉽게 이해할 수 있도록 구성된 것이 특징이다. 최근 공개한 '브레이크 작동원리' 영상에 이어, 기술 중심의 고객 소통을 강화하려는 취지다.

영상은 전기차의 기본적인 모터 구동 시스템 구성을 소개하며 시작된다. 회전력을 발생시키는 모터, 그 힘을 바퀴로 전달하는 감속기, 직류 전력을 교류로 바꾸는 인버터가 핵심 요소다.

현대차∙기아는 고출력 설계 시 저속 주행 효율이 떨어지는 기존 전기차의 한계를 인버터 구조 혁신으로 극복했다. 기존 인버터가 실리콘 카바이드 반도체로 구성된 6개의 스위치를 적용했던 것과 달리, 여기에 실리콘 전력반도체 6개를 추가해 총 12개의 스위치를 갖춘 2-스테이지 모터시스템을 개발한 것이다. 이를 통해 모터에 인가할 수 있는 전압이 기존 대비 최대 70%까지 증가해 출력 향상으로 이어졌다.

주행 상황에 따라 스위치 세트의 작동 여부도 달라진다. 일상 주행에서는 기존 세트만 작동시켜 효율성을 확보하고, 고속 주행이나 강력한 출력이 필요한 경우 두 세트를 모두 활용해 퍼포먼스를 극대화한다.

스위치 개수를 단순히 늘리는 것만으로는 제어 난이도와 시스템 안정성 문제가 발생할 수 있다. 이에 현대차∙기아는 독자적인 제어기술과 모드 절환 알고리즘을 적용해 주행 상황에 따라 자연스럽고 이질감 없는 모드 전환을 실현했다.

2-스테이지 모터시스템은 기아 EV6 GT를 시작으로 아이오닉 5N, 아이오닉 6N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등에도 적용되며 고객들로부터 높은 평가를 받고 있다. 현대차∙기아는 향후 출시될 전기차 전 라인업으로 해당 기술을 확대 적용할 계획이다.

또한 이 기술은 우리나라를 비롯해 미국, 유럽, 중국, 일본 등 총 47건의 글로벌 특허를 출원하며 기술적 차별성과 독창성을 입증했다.

현대차∙기아 연구진은 "2-스테이지 모터시스템은 전 세계에서 유일하게 고출력과 고효율을 동시에 실현한 기술"이라며 "작년 기술대상 수상 당시와 더불어 경쟁사들이 자사 차량을 분해해 분석한다는 소식을 들었을 때 자부심을 느꼈다"고 말했다.