현대 모비스-부품 이야기
친환경차에는 200~340V 전류가 저장되는 배터리와 최대 650V 전력이 사용되는 모터 등이 장착된다. 수소연료전기차는 전기를 생산하기 위해 석유보다 중량 대비 에너지 밀도가 3배가량 높은 수소를 쓴다. 100여 년 이상 내연기관(엔진) 차에 익숙해진 소비자들이 친환경차 안전에 대한 우려를 가지는 것은 자연스럽다고 할 수 있다.
우선 전자파가 도마에 오른다. 전자파는 전기와 자기의 흐름에서 발생하는 일종의 전자기 에너지다. 통상 30㎒ 기준에서 저주파 대역으로 내려갈수록 자기장의 힘이, 고주파 대역에서는 전기장의 힘이 세진다.
친환경차가 방출하는 전자파는 주로 전기장이 많다. 전기장은 자기장에 비해 전도체 물질 등으로 쉽게 차단할 수 있다. 친환경차는 전기 계통 부품을 철저히 차단해 외부로 노출되는 전자파가 경미한 수준이다.
친환경차의 모터, 인버터·컨버터, 배터리시스템, 충전기 등에는 전자파를 차폐하기 위해 일반 케이블보다 단가가 높은 특수케이블, 전용 커넥터와 아연도금 하우징 등을 적용한다. 모든 전자기기에 최단 경로를 설정해 전자파 방사를 최소화한다.
현대모비스는 각종 전장부품이 일으키는 전자파의 영향을 분석하기 위해 국내에 10여 개의 전파무향실 등을 운영 중이다. 이 중 한 곳인 ‘EV(전기차) 챔버’는 친환경차 전력변환기, 배터리, 모터 등 친환경 부품을 하나의 시스템으로 묶어 전자파 영향을 측정하는 시설이다. 국내에서는 현대자동차와 현대모비스 두 곳만 구비하고 있다.
현대모비스 관계자는 “EV 챔버는 2016년 새로 적용된 국제 차량용 전자파 규격(CISPR 25 4판)에 한발 앞서 2014년에 이미 도입한 것으로, 현대모비스가 국내에서는 유일하게 국산화에 성공해 전자파 신뢰성 확보에 기여하고 있다”고 말했다.
친환경차의 배터리는 압축, 관통, 낙하, 진동, 과충전, 단락, 고열, 열충격 등의 안전 테스트를 진행한다. 자동차 주행 상황을 가정해 관성과 전복 테스트도 한다. 방수 처리와 절연 설계를 통해 누전 등의 상황에서 고전압 전류를 차단하고 배터리 내부에서 방전시킨다. 침수 등의 상황에서도 차체에는 전류가 흐르지 않는다.
수소는 무독성 가스로 가볍고 확산이 빨라 방출 즉시 하늘로 올라가기 때문에 개방된 공간에서는 천연가스보다 폭발 가능성이 낮다. 최근의 수소차는 수소탱크에 700기압으로 140L의 수소를 고압 충전한다. 수소탱크는 파열, 극한 반복 가압, 화염, 총격, 낙하 등 10여 가지 이상의 안전성 인증 항목을 만족시켜야 한다.
현대차가 2013년 세계 최초로 양산한 투싼 수소차의 탱크는 고강도 탄소섬유 복합 재료로 제작됐다. 표면 두께는 약 10㎝에 달하고 1㎠당 700㎏의 압력을 버티는 등 수소탱크가 손상될 일은 거의 없다.
수소탱크에 탑재된 센서는 주변 온도나 충격을 감지해 수소 방출을 차단하거나 완전 방출한다. 차량 화재로 일정 온도가 넘어가면 수소를 완전히 방출한다. 이때 고압으로 수소가 방출되면 폭발하기보다 오히려 불을 끄는 효과가 있다.
현대모비스 기술연구소
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