美 루시드, 테슬라 넘다···미친 주행거리 837km의 비밀은?

미국 실리콘밸리의 전기차 회사 루시드 모터스(Lucid Motors)가 드디어 해냈다. 자사 세단 ‘루시드 에어’로 세계 최초의 1회 충전 후 837km(500마일) 주행거리를 기록했다. 테슬라의 럭셔리 전기차 ‘모델S’가 기록한 575km(360마일)를 엄청난 차이로 앞질렀다.

게다가 루시드 에어 버전의 차들은 350kW DC 급속 충전기로 단 ‘20분’만 충전해도 추가로 최대 300마일(약 482km)을 주행할 수 있다고 한다. 서울에서 부산까지 480km 거리를 한번 충전으로 넉넉하게 갔다가 단 20분만 충전하면 서울까지 넉넉한 배터리 충전량으로 안심하고 되돌아 올 수 있다는 얘기도 된다.

루시드 에어는 어떻게 이렇게 할 수 있었을까?

▲루시드의 전기차 에어 6개 버전은 미환경청(EPA) 주행거리 측정 결과 1회 충전으로 800km 이상을 달리며 테슬라의 ‘모델S 롱레인지’를 100마일(162km)이상 따돌렸다. 사진은 지난 달 30일 루시드 에어 드림 에디션 첫 출시 모습. (사진=루시드 모터스)

IEEE스펙트럼은 지난달 26일 이 회사 루시드 에어를 직접 타보고 공장 방문을 해 본 결과를 바탕으로 그 비밀을 소개했다. 이 보도와 30일 루시드 모터스의 ‘에어 드림에디션’ 출시에 따른 공식 발표 내용을 통해 루시드 에어의 경쟁력과 향배를 알아봤다.

루시드 모터스가 치열하게 경쟁하고 있는 자동차 사업에서 성공할지 여부는 아직 미결로 남아 있다. 그러나 엔지니어가 세운 이 회사는 효율을 높인 강력한 배터리와 부품의 일체화로 가장 중요한 기술적 이점중 하나인 주행거리 문제를 해결한 것만은 분명해 보인다. 물론 가격은 아직까지 다소 비싸다. 그러나 이 회사는 주행거리 300마일(약 482km)인 2만 5000달러(약 2964만원) 짜리 전기차 출시까지 계획하고 있다.

루시드의 심장이자 두뇌인 피터 롤린슨이 만들어낸 성과


루시드는 몇 달 전 자사 에어 세단으로 미환경청(EPA) 주행거리 평가에서 최대 837km(520마일)을 기록하는 데 성공함으로써 전기차 역사상 그 어떤 모델보다도 더 멀리 주행할 수 있고 더 빠르게 충전할 수 있음을 증명했다.

루시드 에어 6개 버전 차량은 모두 1회 충전으로 726~837km(451~520마일)의 주행거리를 기록하며 EPA 측정 결과 상위 1~6위를 휩쓸었고, 테슬라는 652km(405마일)에 불과했다.

그렇다면 2.5톤의 넉넉한 고급 에어 세단이 837km(520마일)의 주행거리를 짜내기 위해서는 무엇이 필요할까?

소형화와 독자적 배터리를 포함한 부품의 통합이다.

루시드 모터스 공장은 이 회사의 소형화와 자체 기술에 대한 집요한 집중력을 보여준다. 루시드 모터스는 애리조나 주 카사 그란데시에 7억 달러(약 8250억원)짜리 공장을 1년 만에 준공하고 지난 9월 가동에 들어갔다. 이 공장은 북미 최초로 기초공사부터 시작해 완공한 전기차 공장이다. (테슬라는 올해 말까지 오스틴에 최초의 그린필드 자동차 공장을 열기를 희망하고 있다.)

▲롤린슨 루시드 창업자이자 CEO겸 CTO. (사진=위키피디아)

모든 것을 주도하는 인물은 루시드 모터스 창업자이자 최고경영자(CEO)와 최고기술책임자(CTO)를 겸하는 피터 롤린슨이다. 그는 영국 웨일즈 출신의 엔지니어다.

롤린슨은 전기차시장을 바꾼 테슬라의 혁신적 자동차 모델 S를 개발하는 데 중요한 역할을 한 엔지니어이기도 하다. 그는 테슬라 모델S 개발시 수석 엔지니어였고, 그 이전에는 테슬라의 첫 차인 로드스터의 토대가 된 엘리스스포차카를 만든 로터스사의 수석엔지니어였다.

루시드 에어, 고효율 배터리로 1회 충전 주행거리 불안을 해소하다


루시드 모터스의 1111마력의 전기 세단은 시속 233km의 속도로 단 9.69초 만에 400m를 달리며, 제자리에서 2.5초도 안돼 60마일(96.5km)의 속도로 주파한다. 이 차 앞부분은 드라마틱한 86cm, 5K 곡면 디스플레이가 운전자를 감싸고 있다. 이 자동차는 kWh당 최고 4.6마일(약 7.4km)의 탁월한 효율성을 자랑한다.

피터 롤린슨 루시드 CEO 겸 CTO는 “우리가 개발한 전기차 기술은 배터리 에너지를 적게 사용하면서도 더 많은 거리를 주행할 수 있게 한다. 예를 들어 루시드 에어 그랜드 투어링은 112kWh 배터리 팩으로 EPA 평가결과 516마일(약 830km) 주행거리를 보이며 업계 최고 효율인 kWh 당 4.6마일(약 7.4km)을 달성했다”고 밝혔다.

▲루시드의 전기차 ‘에어’의 6개 버전이 모두 테슬라가 자랑하는 모델S 롱레인지 모델의 주행거리를 160km이상 넘어섰다. (사진=테슬라)

이 같은 작동 성능은 924볼트(테슬라의 경우 400볼트, 포르셰 타이칸의 경우 800볼트)의 아키텍처에 의해 강화됐다. 루시드 에어 버전의 차들은 350kW DC 급속 충전기로 단 20분만 충전해도 추가로 최대 300마일(약 482km)을 주행할 수 있다. 그것은 또 다른 업계 최고 기록이다. (에어 구매자들은 또한 일렉트릭 아메리카의 늘어나는 공공 충전 네트워크 상에서 이를 3년간 무료로 리필 받을 수 있다.)

루시드, 연내 더 저렴한 에어 모델···내년엔 테슬라 모델S 롱레인지보다 싼 모델도


실리콘밸리에 본사를 둔 루시드는 지난달 30일 마침내 ‘드림 딜리버리 데이’행사를 열고 루시드 에어 출고식을 가졌다.(맨 아래 트위터 동영상) 첫 차 1만3000명 이상의 예약 고객 중 얼리 어답터들이 17만 500달러(약 2억93만원)에 520대 한정판 에어 드림 에디션(Air Dream Editions)을 구입했다.

상장회사인 루시드는 현재 45억 달러의 신규 투자 현금을 보유하고 있다. 최대 주주는 65%의 지분을 소유하고 있는 사우디 아라비아 공공 투자 펀드다. 루시드의 주가는 첫 차량 인도 소식을 하루 앞두고 주가가 35%(27.02→36.53달러)나 급등했다. 1일에는 40.08달러까지 올랐다.

루시드가 에어 드림 에디션보다는 저렴하게 연내 생산할 모델에는 ▲650마력의 9만6500달러(1억 1372만원)짜리 에어투어링(Air Touring) ▲800마력의 14만 400달러(약 1억6546만 원)짜리 그랜드 투어링(Grand Touring)이 있다.

▲지난 9월 공개된 루시드의 첨단전기플랫폼(LEAP). (사진=루시드)

내년에는 루시드의 단일 모터인 480마력 짜리 에어 퓨어가 7만8900달러(약 9298만 원)에 판매된다. 이는 테슬라 모델 S 롱 레인지보다 약 1만2000달러(약 1422만원)나 저렴하다. 또한 메르세데스 벤츠의 전기차 EQS보다는 3만1000달러(약 3653만 원)이나 저렴한 가격이다.

모든 루시드 차량 구매자는 7500달러(약 883만 원)의 미 연방 세금 공제를 받을 수 있어 가장 저렴한 루시드 에어 모델 가격은 7만1400달러(약 8414만 원)로 내려간다.

배터리 연결에 얇은 알루미늄 리본 사용···80마력의 전력 절약

롤린슨 CEO는 “차량 체력목표를 달성하기 위해 단순히 더 많은 배터리를 탑재하는 전기차설계 방식을 ‘눈먼 주행거리(Dumb range)’로 부르면서 이를 비웃는 것으로 알려져 있다.

지난 주 루시드는 GMC 험머 전기차 같은 거대한 전기차에 들어가는 최대 200kWh의 전력량배터리와는 크게 다른 최대 118kWh 전력을 공급하는 배터리팩을 사용했다. 그 결과 동급 최고인 갤런당 131마일(210km) 주행에 상당하는 131mpge를 기록하는 전기차가 탄생했다. (1mpge는 1갤런(3.785L)으로 몇 마일(1마일=1.6km)을 갈 수 있는지 보여주는 전기차의 성능 지표다.)

▲루시드의 고효율 배터리팩. (사진=루시드)

루시드 에어의 최초 모델들 일부가 에너지 절약의 핵심인 자체 프로세스를 갖춘 카사 그란데의 첨단 공장에서 생산돼 최종제품으로 나온다.

루시드 에어 모델들의 섀시와 차체는 사실상 올 알루미늄으로, 사출 및 주물이 혼합돼 있으며 리벳, 나사 및 접착제로 접합되며 용접은 거의 하지 않으면서 중량을 줄인다.

공장에서는 윙윙거리는 로봇들이 22개의 모듈과 6600개의 원통형 셀로 된 구조화된 배터리 팩을 조립한다. 이는 테슬라의 모델3와 모델Y에 사용된 21700 셀의 루시드/LG 버전이다.

루시드 모터스의 혁신은 전지를 전선 대신 얇은 알루미늄 리본으로 연결시킴으로써 전기 저항으로 낭비될 수 있는 80마력의 전력을 절약하는 데 있다. 그 배터리 셀들은 접착제로 고정되고 26분 동안 경화된다.

테슬라가 곧 채택할 전기차 배터리 팩의 새로운 표준인 금속 냉각판은 공간을 낭비하는 열회로를 없애고 단자끝의 열을 분산 방출시킨다.

루시드의 시그니처인 강력한 파워 유닛···kg당 6543W의 전력밀도


4륜구동인 루시드 에어에 축당 하나씩인 파워유닛은 강력한 650마력을 발휘한다. 2만rpm(분당 회전수) 영구 자석 모터, 기어박스, 인버터, 디퍼렌셜(차동기어)은 무게가 74㎏에 불과해 전체 유닛을 일반 표준 롤러백 안에 압착해 넣을 수 있다.
그 결과 테슬라 차보다 두 배 이상 높은 kg당 6543W라는 전력 밀도로 나타났다. 924볼트 아키텍처가 다시 작동해 인버터와 전자 장치의 작동을 극대화한다.

롤린슨은 “혁신 기술에는 액체를 모터 코어에 더 가깝게 하는 냉각 방법과 실리콘 카바이드 모스펫 칩이 높은 전압에서 정말로 잘 작동하는 인버터가 포함된다”고 말했다.

▲루시드의 통합된 전기모터, 인버터, 트랜스미션 드라이브 유닛. (사진=루시드)

기계·공기 역학적 마찰 완화


루시드는 전기적 저항을 줄이는 것 외에도 기계적, 공기역학적 마찰을 완화하기 위해 노력했다.

루시드는 아직 독자적인 풍동 테스트 내용을 확인시켜 주지 않고 있다. 그러나 엔지니어들은 유선형 에어모델의 항력 계수가 0.21로 고급 모델로 업계 최고 기록일 것으로 예상하고 있다.

스마트 열 관리는 파워트레인과 전자기기 냉각을 위한 대형 덕트가 필요 없게 만든다.

루시드 에어 전기차 모델에 크고 넓은 좀더 스타일리시한 21인치 휠을 장착하면 774km를 주행한다. 이는 표준 19인치 휠 패키지를 장착한 에어모델의 837km(520마일)에 뒤진다. 차체와 파워 트레인에는 변화가 없고 바퀴와 고무를 가볍게 하는 것만으로도 주행거리를 63km나 늘릴 수 있다는 의미다.

▲피렐리와 루시드가 함께 만든 에어용 ‘P-제로’ 타이어. (사진=피렐리)

루시드 에어가 주행거리를 늘리기 위해 도요타 프리우스에서 발견된 검소하면서도 연약한 타이어를 채택하지 않은 데는 그럴 만한 이유가 있다. 유럽 스포츠 세단에 필적할 정도로 큰 바퀴와 하중 유지 및 핸들링을 요구하는 고급 세단에서는 그것이 통하지 않을 것이기 때문이다. 그래서 루시드는 피렐리와 손잡고 전기차 에어의 무게와 최고 시속 270km인 속도를 최대한 작은 회전 저항력으로 안전하게 수용할 수 있도록 세계 최초의 ‘HL’ 등급 타이어를 개발했다.

양방향 충전장치 ‘분더박스’

이와함께 루시드는 향후 양방향, 차량 대 그리드(V2G), 차량 대 차량 충전이 가능하도록 설계된 양방향 충전 장치인 ‘분더박스(Wunderbox, 원더박스)’를 차량에 통합했다.

차량에 탑재된 120도 라이다도 업계 최초로 장착된 것이다. 14대의 카메라를 포함한 32개의 센서 제품군의 일부로서 하나는 운전자 모니터다.

자율주행 전문가들의 거의 일치된 견해는 라이다와 운전자 모니터링이 진정한 자율주행차에 매우 중요하다고 보고 있다. 일론머스크의 테슬라 차량들은 이에 반대하며 카메라만을 사용해 자율주행기능을 수행토록 하고 있다.

▲루시드가 분더박스(원더박스)로 부르는 양방향 19kW 충전기. (사진=루시드)

루시드의 다음 모델은 ‘그래비티’

루시드가 에어 이후 승부를 볼 모델로 구상중인 것은 오는 2023년 생산될 SUV인 ‘그래비티’다.

▲루시드의 차기 야심작 그래비티. (사진=루시드 유튜브, 미특허청)

이 회사는 내년에 2만대의 에어를 생산해 22억 달러(약 2조5845억 원)의 매출을 목표로 하고 있다. 이미 진행 중인 공장 증설을 통해 2023년까지 에어 생산량을 9만대로 끌어올리면서 36만5000대 생산능력이라는 최종 목표를 달성할 계획이다.

루시드는 유럽, 중국, 사우디아라비아에 추가 공장을 계획하고 있다. 사우디 공장은 석유 경제 의존도를 줄이고 전기 자동차로 전환하려는 이 나라의 의지에 따라 2024년까지 문을 열 수 있다.

또한 롤린슨은 더 나아가 소형화와 가정이나 공공 장소 어디든 있는 충전을 통해 가동되는 2만 5000달러(약 2964만원)에 불과한 저렴한 전기차의 미래를 계획하고 있다. 예를 들어 루시드는 작은 배터리를 탑재한 300마일(약 482km) 주행거리 모델에 작은 배터리를 탑재할 수 있다.

테슬라 이은 또 하나의 전기차 거인 등장


루시드가 이처럼 위협적인 기술력을 갖추긴 했지만 시장 1위인 테슬라는 올해에만 거의 100만대의 자동차를 판매하려는 시총 1조 달러(약 1175조 원) 규모의 회사다. 이 회사에 경쟁력있는 위협적 회사가 되려면 아마도 수 년은 걸릴 것이다.

이를 감안한 듯 루시드는 자사 전기차 에어의 주요 타깃을 테슬라의 모델S가 아닌 메르세데스 S클래스 같은 주력 유럽 내연기관 세단으로 보고 있다.

▲애리조나 카사 그란데 공장에서 생산중인 루시드 에어. (사진=루시드)

그럼에도 한가지 주목할 만한 점이 있다. 루시드는 획기적으로 줄어든 재충전하는 시간과 520마일이라는 주행거리를 기록하면서 기존의 모든 통념을 깬 전기차를 내놓았다는 점이다.

놀랍게도 지금까지 모든 미디어와 투자자, 기술전문가들은 테슬라의 기술력이 적어도 수년간 타의 추종을 불허한다고 봤지만 이것이 깨졌다.

테슬라에 이은 또하나의 전기차 거인 루시드의 향배를 지켜 볼 일이다. 아래는 지난 30일 열린 루시드 에어 드림 딜리버리 행사 모습이다.

이재구 기자

jklee@tech42.co.kr
기자의 다른 기사보기
저작권자 © Tech42 - Tech Journalism by AI 테크42 무단전재 및 재배포 금지

관련 기사

테라 생태계 복원 계획 시동… 부활 가능할까?

'테라 생태계 복원 계획'에 대한 커뮤니티 투표는 25일 마감 시간을 기준으로 찬성 65.5%, 반대 0.33%, 기권 20.98%로 과반수 이상이 표를 던지며 최종적으로 승인됐다. 이에 따라 새로운 테라는 알고리즘 스테이블코인 기반이 아닌 새로운 형식으로 27일부터 새로운 형태로 2.0 체인을 형성할 예정이다.

"뛰는 인산철에 나는 리튬" 전기항공기 시대 열 '리튬 공기 배터리'까지… 잇따르는 리튬 배터리 혁신

최근 러시아의 우크라이나 침공으로 가뜩이나 특정국가에 쏠려있는 전세계 배터리 원자재 수급이 빠듯해졌고 가격도 급상승하고 있다. 다행히도 세계 곳곳의 배터리 연구원들이 혁신적 연구성과를 잇따라 쏟아내고 있다. 한정된 자원으로 에너지 효율을 높일 수 있는 방법에 대한 연구 성과가 속속 발표되고 있다.

자율주행차 안전성 높인다... '레벨3 안전기준' 개정 추진

국토교통부는 자율주행차가 안전하게 제작되고 조기 상용화될 수 있도록 지원하기 위하여 관계기관 협의를 거쳐 레벨3 자율주행차 안전기준 개정을 추진한다고 26일 밝혔다. 국토부는 지난 2019년 12월 세계 최초로 레벨3 자율주행차 안전기준을 제정한 바 있으며, 이후 2021년 3월 제정된 국제기준과 정합성을 높이기 위해 이번 개정을 추진한다.

키오스크의 미래? 무인 매장 직접 가보니… 힙해졌다!

최저임금 상승과 코로나19로 ‘무인(無人)점포’가 늘고 있다. 최근에는 주문부터 픽업까지 모든 것이 비대면으로 진행되는 매장도 생겼다. 하지만 늘어나는 무인점포에 비해 디지털 소외계층의 디지털 격차는 더욱 벌어지고 있어 개선이 필요하다.