현대자동차와 기아가 지난 22일 차량 내부의 온도를 조절해 실내 공간을 쾌적하게 만드는 세 가지 기술을 공개했다.
이런 기술은 차량 내부를 쾌적하게 해줌은 물론, 전동화 시대의 차량 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 사용 에너지를 절감해주는 핵심 기술이다.
이번에 공개한 세 가지 기술은 ▲차량 유리에 부착하면 실내 온도를 크게 낮춰주는 ‘나노 쿨링 필름’ ▲탑승객 주위의 발열체를 통해 체감 온도를 빠르게 끌어올리는 ‘복사열 난방 시스템’ ▲48V(볼트) 시스템을 적용해 유리 내부의 금속 코팅에서 빠르게 열을 내뿜어 서리와 습기를 제거하는 ‘금속 코팅 발열 유리’다.
투명한데도 차량 내부 온도를 10℃ 낮춰주는 나노쿨링 필름
지난해 7월, 현대차·기아는 ‘나노 테크 데이’ 행사를 통해 다양한 최첨단 나노 소재 기술을 공개했다. 당시 공개됐던 나노 쿨링 필름은 차량에 부착하기만 해도 실내 온도를 크게 낮출 수 있는 효과적인 기술로 많은 주목을 받았다.
이번 행사에서 현대차·기아는 기존 대비 향상된 성능과 품질을 바탕으로 제작된 대면적의 나노 쿨링 필름을 현대차 아이오닉 6 차량에 적용해 공개했다. 한 대에는 나노 쿨링 필름을, 나머지 한 대에는 출고 상태 그대로 전시해 실내 온도를 비교한 것.
이날 전시에서 나노 쿨링 필름 시공 차량의 센터 콘솔 부근 실내 온도는 36.0℃를, 그렇지 않은 차량은 48.5℃를 기록하는 등 두 차량의 차이는 최대 12.5℃를 기록했다.
나노 쿨링 필름은 차량 외부의 열을 차단하기만 하는 기존 틴팅 필름과는 달리, 외부 열 차단과 더불어 차량 내부의 열을 외부로 방출하는 기능까지 추가로 갖춘 첨단 소재다.
태양 에너지의 근적외선대 파장을 반사하는 두 개 층과 내부의 중적외선대 파장을 외부로 내보내는 한 개 층을 포함, 총 세 개 층으로 구성되며, 차량 유리에 부착하는 것만으로도 여름철 실내 온도를 최대 10℃ 이상 낮출 수 있다.
특히 가시광선의 투과도를 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 유리창을 어둡게 하지 않으면서 기존 틴팅 필름과 함께 사용하는 것도 가능하다. 틴팅 필름과 함께 부착한다면 틴팅 필름의 열 차단 효과에 나노 쿨링 필름의 차단/방사 효과가 더해져 더욱 효과적이라는 것이 회사 측 설명이다.
현대차는 지난 4월, 틴팅이 법적으로 금지된 파키스탄에서 투명한 나노필름을 무상으로 장착해주는 캠페인 영상을 공개한 바 있다.
나노쿨링 필름은 양산 직전 단계인 것으로 알려졌다. 앞으로 애프터마켓용 틴팅필름은 물론 2중접합 유리 사이에 삽입하는 유리 완제품으로도 출시될 것으로 전망된다.
기술을 개발한 현대차·기아 에너지소자연구팀 이민재 책임연구원은 “고객들이 나노 쿨링 필름을 만날 수 있도록 기술의 완성도를 양산 수준까지 빠르게 끌어올리는 데 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
스스로 열을 발산하는 복사열 난방 시스템
복사열 난방 시스템은 탑승자의 다리 부위를 둘러싼 위치에 복사열을 발산하는 발열체를 적용해 겨울철 차가워진 탑승자의 몸을 빠르게 덥히는 기술이다. 현대차·기아는 이 기술을 기아 EV9에 적용해 전시됐다.
핵심 기술은 고온 필름형 발열체와 화상 방지 시스템이다. 110℃까지 열을 발생시키는 필름형 발열체가 각 모듈 안에서 열을 발생시키고 이를 감싸고 있는 직물 소재가 인체에 따뜻한 온도로 열을 조절해 원적외선을 방출한다.
각 발열체 모듈에는 신체가 닿는 즉시 이를 감지하고 온도를 낮추는 화상 방지 시스템이 적용되어 혹시 모를 화상 위험을 없앴다.
관계자는 복사열 난방 시스템을 기존 공조 시스템과 함께 활용한다면 에너지를 17% 절감할 수 있고, 3분 안에 하체에 따뜻함이 전달되기 때문에 쾌적함이 크게 향상될 수 있다고 전했다. 난방을 위해 쓰이는 에너지를 줄여 전기차 주행거리 확대에도 도움이 될 것으로 기대된다.
48V 시스템으로 유리 전체를 데워주는 금속 코팅 발열 유리
이날 현대차·기아는 세계 최초로 48V 시스템을 적용한 ‘금속 코팅 발열 유리’ 기술을 소개했다.
금속 코팅 발열 유리는 차량 전면의 접합 유리 사이에 약 20개 층으로 구성된 금속 코팅을 삽입해 유리 스스로 열을 발생시켜 겨울철 서리나 습기를 제거할 수 있도록 하는 기술이다.
특히 48V의 고전압 시스템을 통해 영하 18℃에서도 유리 표면의 성에를 5분 내에 완전 제거할 수 있어 기존 공조 시스템과 비교해 약 10% 더 적은 전력을 쓰면서도 최대 4배 빠르게 작동한다. 특히 와이어 열선이 사라져 시인성이 크게 개선돼 전면유리 사용도 가능하다.
더욱이 여름철과 같은 더운 날씨에는 전력을 쓰지 않고도 삽입된 금속 코팅이 외부에서 오는 태양 에너지를 최소 60% 차단할 수 있어 차량의 에너지 효율 개선에 큰 도움이 된다.
현대차·기아는 이 기술이 우리나라 뿐 아니라 글로벌 혹한 지역의 안전에 큰 도움이 될 것으로 판단하고 있으며, 금속 코팅 발열 유리가 적용되면 앞 유리의 서리와 습기를 제거하기 위해 설치하던 공조 시스템을 대체할 수 있어 더 효율적이고 자유로운 디자인이 가능할 것으로 보고 있다.
현대차·기아는 금속 코팅 발열 유리 관련 기술을 국내외 주요 시장에 특허 출원했으며, 향후 출시되는 신차에 적용할 예정이다.
더욱 쾌적한 모빌리티의 미래를 위한 필수기술 선점
좁고 밀폐된 환경에 각종 열원에 노출돼 실내를 쾌적하게 만드려면 많은 에너지 사용이 필요했던 자동차. 예전에는 소형차 에어컨을 켜면 언덕길을 올라가기 힘들었을 정도로 비효율적이었던 공조 시스템이 진화하고 있다.
여기에 한 술 더 떠 현대차와 기아는 에너지를 덜 쓰고도 보다 실내공간을 더욱 쾌적하게 만들어주는 신기술을 연달아 공개했다.
아이디어는 있었지만 기술적 한계 때문에 양산화가 되지 않았던 기술들을 양산에 근접하도록 개발한 것이 고무적이라 하겠다. 여름철 플라스틱이 녹을 정도로 뜨거워지는 차량 내부를 식혀주고, 겨울철 얼어붙은 차체를 녹여주는 신기술이 현실화된 것이다.
모빌리티의 패러다임을 바꿀 혁명이라고 할 수는 없지만, 작은 기술과 아이디어가 미래 모빌리티가 더욱 쾌적하고 효율적일 수 있도록 하는 연구개발이 이어지고 있다. 그리고 현대자동차와 기아가 그 기술을 선점하고 있다.
