내연기관차와 전기차는 각각 다른 타이어를 사용합니다. 겉으로는 같아 보여도 속은 딴판입니다. 그렇다면 어떤 점이, 왜 다를까요?
달리기에도 체격이나 몸무게에 따라 다른 운동화가 요구되듯, 내연기관차와 전기차 또한 다른 타이어를 끼웁니다. 전기차의 특징에 맞춰 타이어가 갖춰야 할 조건이 달라집니다. 전기차는 내연기관차 대비 순간적으로 강한 힘을 냅니다. 따라서 이를 온전히 받아낼 수 있어야 합니다. 그리고 전기차는 배터리를 얹기에 내연기관차보다 무겁습니다. 그래서 내연기관차보다 더 많은 무게를 견뎌내는 동시에 내마모성과 내구성을 확보해야 한다는 조건이 붙습니다.
순간적으로 강한 힘을 내는 전기차의 가속 특성 상 전기차의 타이어 마모는 내연기관차와 비교해 20% 빠르며, 이에 따라 전기차용 타이어에서는 내마모성 확보가 매우 중요합니다. 최신 전기차 타이어들은 내마모성 향상과 트레드 재료 강화에 초점을 맞춰 개발되어 기존 내연기관 타이어에 비해 내마모성이 30% 이상 높아졌습니다.
물론 전기차에서는 효율성도 아주 중요하기 때문에 회전 시 생기는 구름저항(RRC, Rolling Resistance Coefficient)까지 줄여야 합니다. 현대자동차 연구소에 따르면 구름저항 등급을 1.0 줄이게되면 1회 충전 시 주행가능거리를 5% 가량 늘릴 수 있다고 합니다. 또한 바닥에 장착된 배터리를 때문에 뒷바퀴에 걸리는 무게도 늘어나기 때문에 방향 전환 시 걸리는 힘과 하중을 잘 버틸 수 있도록 단단한 구조도 확보해야 합니다. 따라서 구름저항이 낮으면서도 주행 안정성이 뛰어난 타이어를 만드는 것이 중요합니다.
현대자동차는 구름저항 감소와 주행성능 향상이라는 상반된 조건을 모두 만족시키기 위해 전기차의 타이어를 혁신시키고 각 부분의 특징을 강화해 전체적인 성능 향상을 이루어냈습니다. 이는 타이어의 구성 요소별 역할을 구분해 개발을 진행한 결과입니다. 먼저, 타이어 트레드의 접지력을 높여 핸들링과 제동성능을 높이고, 타이어 측면의 변형은 줄여 구름저항을 줄였습니다. 트레드의 경우 접지 면적을 최대한 늘리되 패턴 그루브는 각도/깊이 등 형상 최적화를 통해 종방향 강성을 향상시킬 수 있었고 이는 가속 시 미끄러지는 현상을 방지하는 데 큰 도움이 되었습니다. 또한 구름저항을 줄이고 패턴 강성을 높이기 위해 패턴 그루브의 깊이를 줄였으며, 이에 따라 감소한 내마모성을 보완하기 위해 마모에 강한 성질의 컴파운드를 적용했습니다. 심지어 엔진과 변속기 소음이 없는 전기차에 맞추어 타이어 내부에 가벼운 흡음재를 적용하기도 했습니다.
이 외에 구름저항을 낮추기 위해 사이드월 고무나 이너라이너에 구름저항을 낮추는 재료를 동원하고, 고강성 재료를 타이어 내부의 상부 구조에 적용해 두께를 얇게 유지했습니다. 그 결과 타이어의 접지 형상을 최적화하는 동시에 구름저항을 줄이고 접지면적을 늘리는 효과를 얻게되었습니다.
미래의 전기차는 어떤 모습일까요? 정해진 것은 없습니다. 하지만 전기차가 하늘을 나는 시대가 와도 타이어는 여전히 필요할 것입니다. 그래서 현대차 타이어설계팀은 미래 모빌리티 시대에도 유용한 기술을 끊임없이 개발하고 준비하고 있습니다. 자율주행 및 탄소중립 시대를 위한 기술도 마찬가지죠. 가장 낮은 곳에서 차량을 떠받치며 묵묵히 구르고 있는 겸손한 타이어처럼, 현대차 타이어설계팀도 고객의 안전을 위해 묵묵히 기술 개발을 이어 나갈 것입니다.
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