현대차·기아, ‘2-스테이지 모터시스템’ 기술 영상 공개

현대자동차와 기아가 자사 전기차의 핵심 구동 기술인 ‘2-스테이지 모터시스템(2-Stage Motor System)’의 원리를 상세히 설명하는 기술 영상을 현대자동차그룹 유튜브 채널에 공개했다. 이 시스템은 지난해 말 산업통상자원부 주관 ‘대한민국 기술대상’에서 최고의 영예인 대통령상을 받은 혁신 기술이다.

이번 영상은 첨단 모터 구동 제어 기술을 일반 고객들이 쉽게 이해할 수 있도록 제작되었으며, 최근 ‘브레이크 작동원리’ 영상 공개에 이어 기술 중심으로 고객과 지속적으로 소통하겠다는 의지를 반영한 것으로 풀이된다.

인버터 스위치 확대… 고출력 한계 돌파

2-스테이지 모터시스템은 고출력 위주 설계 시 도심 주행 효율이 떨어지는 기존 전기차 모터 구동 시스템의 한계를 극복하기 위해 인버터의 성능 혁신에 초점을 맞췄다.

기존 전기차 인버터가 실리콘 카바이드 반도체 소자로 구성된 6개의 스위치를 사용하는 것과 달리, 현대차·기아는 여기에 실리콘 전력반도체 6개를 추가해 총 12개의 스위치로 인버터를 구성했다.

• 성능 증대: 스위치 개수 확대로 모터에 인가할 수 있는 전압이 기존 대비 70%까지 확대되며, 이는 곧 차량의 출력 증대로 이어진다.

독자 제어 알고리즘으로 효율과 성능 ‘두 마리 토끼’

2-스테이지 모터시스템의 핵심은 주행 상황에 따라 스위치 개수를 선택적으로 운영하는 데 있다.

• 일상 주행: 기존과 같이 6개 스위치만 사용해 높은 효율성을 유지한다.

• 고속·고출력 상황: 12개 스위치를 모두 활용하여 강력하고 안정적인 고성능을 발휘한다.

현대차·기아는 스위치 개수 증가에 따른 제어 범위를 관리하기 위해 독자 제어 기법과 모드 절환 제어 알고리즘을 적용했다. 이 알고리즘은 두 모드(고효율/고성능) 간 전환이 이질감 없이 자연스럽게 이루어지도록 제어한다.

글로벌 특허 47건 출원… 핵심 전기차에 확대 적용

이 혁신 기술은 현재 기아 EV6 GT를 비롯해 현대차 아이오닉 5N, 아이오닉 6N, 아이오닉 9, 올 뉴 넥쏘 등 주요 고성능 및 차세대 전기차 모델에 적용되어 고객들로부터 호평받고 있다. 현대차·기아는 향후 출시될 전기차에도 이 기술을 확대 적용할 방침이다.

개발 연구원들은 이 시스템이 “전 세계에서 유일무이하게 고출력과 고효율을 동시에 실현하는 혁신”이라고 자부하며, 이미 한국을 비롯한 미국, 유럽, 중국, 일본 등 주요 국가에 총 47건의 특허가 출원되었다고 밝혔다.