獨 바이작 연구개발 센터 방문
“주행거리가 전부 아냐…안전 중요”
급속 충전 시간 21.5→18초 단축
AI 활용 배터리 충전 불균형 파악
내구성 시험 통해 부식·충돌 대응
충돌 감지 시 모터는 배터리와 분리

“전기차에 있어 주행거리가 중요한 요소는 맞지만 유일하게 중요한 것은 아닙니다. 수명이 길고 가장 안전한 배터리, 친환경 기술, 고객들의 요구사항 등 모두가 중요합니다.”

지난 15일(현지시간) 독일 슈투트가르트 인근 포르쉐 바이작 연구개발(R&D)센터에서 만난 마티아스 골드쉐 연구원은 전기차에 대한 포르쉐의 철학을 이같이 설명하고 “혁신과 최고 품질에 집중해 최고의 전기차를 만들 것”이라고 말했다. 포르쉐가 주행거리와 안전과 주행 성능, 인공지능(AI) 신기술을 모두 충족하는 전기차 기술로 명차로서의 자존심을 찾는다.

지난 22일 국내에 공식 출시된 타이칸 GTS의 경우 1회 충전 시 주행거리가 현재 425㎞이며, 포르쉐는 이를 2030년까지 800㎞로 늘릴 수 있다고 전망한다. 다만 배터리 용량을 키우면 주행거리는 늘어나지만 그만큼 무거워져 차량의 민첩성이 떨어질 수 있다. 골드쉐 연구원은 “대부분의 운전자는 한번 충전으로 600㎞를 달릴 수 있기를 희망하지만 실제로는 대부분의 일상 주행이 200㎞ 이하이며 하루에 300㎞ 이상 달리는 경우는 100명 중 2명뿐”이라고 설명했다.

포르쉐가 개발한 800V 고전압 충전 시스템은 기존의 충전 용량을 270㎾에서 320㎾으로 늘렸다. 타이칸의 경우 급속충전으로 10%에서 80%로 늘리는데 드는 충전 시간을 기존 21.5분에서 18분으로 단축했다.

날씨가 추워질수록 배터리 충전 효율이 떨어진다는 점에서 포르쉐는 고속 충전이 가능한 시작 온도도 25도에서 15도로 낮추도록 했다. 배터리 용량은 93.4kWh에서 105kWh로 늘어났지만, 무게는 오히려 634㎏에서 625㎏로 줄었다.

차량 개발에서 인공지능(AI)의 중요성도 간과할 수 없다. 포르쉐 기술진은 AI를 활용해 배터리를 구성하는 셀간의 충전상태 불균형을 파악하고 배터리 수명에 영향을 주는 다양한 요소를 분석해 충전 속도, 배터리 성능, 내구성 등을 최적화할 수 있다. 특히 신형 마칸 전기차의 고전압 배터리 데이터를 분석하기 위한 사전 이상 탐지 기술을 도입했다.



포르쉐는 배터리를 단순히 외주하는 데 그치지 않고 설계와 성능, 안전성 검증에도 참여하고 있다. 새로 개발된 구동용 배터리를 포르쉐 차량에 장착하려면 고강도의 내구성 시험을 거쳐야 한다. 포르쉐는 바이작 R&D센터에서 3개의 테스트벤치를 운영하고 있다. 충전 시험에서는 포르쉐가 전기 스포츠카를 판매하는 모든 시장에서의 급속·완속 충전 기준을 점검한다. 안전성 점검 과정에서는 절연, 결함·과부화·온도의 한계·오작동·부품 결함 등 다양한 시나리오를 시험한다. 테스트벤치에서 실제 충돌 사고를 재현하기 위해 충돌 시 발생하는 신호를 시스템에 주입하고 반응을 0.001초 단위로 측정한다.

특히 포르쉐는 고객이 실제 사용하는 것보다 훨씬 강도 높은 조건에서 실험을 실시한다. 카를로스 알베르트 코르도바 티네오 연구원은 “일반적 차량 운전자는 전체 충전의 15%가량을 급속 충전에 사용하지만, 우리는 테스트의 절반 이상을 높은 출력으로 진행한다”면서 “섭씨 60~100도의 극한 온도와 장기간 고온 보관 등의 조건도 반영된다”고 강조했다. 포르쉐는 배터리를 1m 깊이의 물에 담그고 방수 능력을 시험하는 것은 물론, 소금물을 포함한 다양한 물질을 뿌려 부식에 견디도록 하는 극한의 실험도 실시한다.

탑승자의 안전은 우선 순위다. 전기차 배터리는 가연성 전해질을 포함해 화재와 합선에 대비한 특별한 안전 설계가 필요하다. 이에 배터리 등 고전압 부품을 차량 내부에서 충격을 덜 받은 위치에 배치하고 충돌 에너지를 효과적으로 흡수하도록 차체 구조를 설계했다. 충돌이 감지되면 전기 모터 같은 고전압 부품은 자동으로 배터리와 분리되도록 한다. 차량이 충돌한 뒤에는 차 문을 안에서도 밖에서도 쉽게 열릴 수 있게 설계해 빠른 구조가 가능하도록 돕는다.

하이코 마이어 포르쉐 총괄 사장은 “우리는 앞으로도 디자인이나 주행 역학적 측면에서 모두 고객들의 꿈을 실현하는 차를 제공할 것”이라고 말했다.