전기차의 시대가 도래하면서 점점 더 많은 모델이 출시되고 그 비중도 많이 늘어나고 있습니다. 그 와중에 아직 전기차에 회의적인 사람들은 전기차로의 전환에 거부감을 느끼고 있는데, 파워트레인을 교체하는 방식으로 전기차 방식과 가솔린 방식을 수시로 바꿀 수 있는 차량이 소개되었습니다. 이번 포스팅에서는 IEEE Spectrum에 소개된 관련 내용을 전달합니다.
개요
일부 고성능 자동차 구매자들은 내연기관 없이 세상을 상상할 수 없다고 말합니다. 반면에 다른 이들은 전기차(EV) 혁명에 발빠르게 동참하고자 합니다.
자동차 디자이너이자 쌍둥이 형제인 니키타 브리단(Nikita Bridan)과 일리야 브리단(Iliya Bridan)은 독특하면서도 야심 찬 접근 방식을 제안합니다. 그들의 질문은 “왜 둘 다 가질 수 없는가?”입니다. 이들이 설계한 Oilstainlab HF-11은 예를 들어, 휘발유를 사용하는 페라리 데이토나 SP3(Ferrari Daytona SP3)와 배터리를 탑재한 리막 네베라(Rimac Nevera) 사이에서 고민하는 부유한 구매자들을 겨냥한 것으로 보입니다.
중국의 니오(Nio)와 같은 회사의 배터리 교체 기술은 익히 들어보셨을 것입니다. 이제는 동력 시스템을 교체하는 개념을 상상해 보십시오. HF-11은 후륜 구동 유닛으로 V6 레이싱 엔진과 고회전 전기 모터 두 가지를 제공하며, 이들을 상대적으로 간단하고 빠르게 교체할 수 있는 하이퍼카를 구매할 수 있게 합니다.
오늘은 전기 하이퍼카를, 내일은 휘발유 하이퍼카를 운전하고 싶으신가요? Oilstainlab은 이를 가능하게 합니다.
이 개념은 마치 자동차에 열광하는 십대가 트랜스포머 영화를 너무 많이 본 뒤 상상해낸 것처럼 들릴 수 있습니다. 니키타 브리단조차도, 캐딜락(Cadillac), 제네시스(Genesis), 혼다(Honda), 현대(Hyundai), 렉서스(Lexus), 토요타(Toyota) 등 다양한 브랜드에서 선진 디자인 작업을 해온 이력이 있음에도 처음에는 이 아이디어가 터무니없는 것처럼 느껴졌다고 인정합니다.
브리단은 초기 반응을 이렇게 회상합니다. “처음에는 ‘아니, 그건 불가능해’라는 생각이 들었습니다. 둘은 완전히 다른 전기 시스템을 사용하니까요.”
하지만 이후, 그는 팀과 함께 다음과 같은 점을 깨달았습니다. “둘의 무게는 같고, 회전 속도도 대략 비슷하며, 냉각과 공간 요구 사항도 동일합니다. 음, 이건 실제로 가능할 수도 있겠네요.”
2-in-1 방식
2019년에 설립된 캘리포니아 롱비치(Long Beach)의 이 회사는 영국 굿우드 스피드 페스티벌(Goodwood Festival of Speed)에서 Porsche 스타일을 닮은 복고풍 레이서 Half11을 공개하며 주목을 받았습니다. 이 모델은 1960~70년대 Can-Am 레이싱의 절정 기술을 사랑하는 이들에게 친숙하면서도 신선하고 독특한 느낌을 주는 자동차였습니다.
브리단 형제는 우크라이나에서 태어나 캐나다에서 자랐습니다. 고등학교를 중퇴한 후, 이들은 캘리포니아와 이탈리아의 최고 수준 디자인 학교를 졸업했으며, 현재 패서디나에 있는 아트센터 디자인 대학(Art Center College of Design)의 졸업생이자 부교수로 활동하고 있습니다. 이들은 지금 HF-11을 개발 중이며, 교체 가능한 동력 시스템을 포함한 모델을 단 25대만 생산할 계획입니다. 가격은 미화 235만 달러에 달합니다.
이들의 영감 중 하나는 레이싱 역사에서 잊을 수 없는 순간에서 비롯되었습니다. 2000년 르망 24시 레이스(Audi 24 Hours of Le Mans)에서 아우디(Audi) 차고에서 목격한 장면이었습니다. 당시 아우디는 첫 르망 우승을 목표로 했으며, 밤 시간대 피트에서 은색 R8 레이서를 정비했습니다. 아우디 분석 결과, 차량의 변속기가 약점이라는 점이 드러났습니다. 이를 해결하기 위해, 아우디는 철저히 설계하고 연습한 속임수를 선보였습니다. 차고에서는 후면 전체를 통째로 교체하는 완전한 변속기 어셈블리가 나타났고, 기술자들은 4분 만에 이를 교체했습니다. 이는 당시 평균 90분 이상의 교체 시간에 비하면 혁신적이었습니다.
레이서 앨런 맥니시(Allan McNish)는 팀원들과 함께 1, 2, 3위로 시상대에 올랐습니다. 아우디는 기술적 우위를 입증하며 사기를 꺾는 방식으로 경기를 장악했습니다. 이 우승은 이후 17년 동안 13번의 르망 타이틀을 차지하는 아우디의 전례 없는 행보의 시작을 알렸습니다.
브리단은 이를 두고 “그 아우디를 이 모든 것의 영혼의 상징이라고 부를 수 있을 것 같습니다. 그리고 처음부터 그렇게 설계하면 가능합니다.”라고 설명합니다.
HF-11의 미드엔진 설계는 캐나다에서 제작될 맞춤형 탄소섬유 모노코크를 포함하며, 복합 소재 차체 패널, 고강도 도콜(Docol) 강철 서브프레임, 그리고 Öhlins Racing의 조정 가능한 댐퍼를 특징으로 합니다. 그러나 이 모델을 차별화하는 것은 빠른 전환이 가능한 ‘Thunder-Volt’ 시스템입니다.
185만 달러를 투자하면 4.5리터, 650마력(487킬로와트) V6 엔진을 장착한 표준 가솔린 버전을 구매할 수 있으며, 추가 50만 달러를 투자하면 두 번째 전기 구동 장치를 추가할 수 있습니다. 이러한 가격 차이는 교체 가능한 동력 시스템이 극복해야 했던 기술적 난관의 복잡성을 반영합니다.
브리단은 “이 두 유닛을 어떻게 잘 호환되도록 만들까요?”라며 수많은 기술적 디테일이 처음에는 예상치 못한 문제를 불러왔다고 설명합니다.
그 해결책 중 하나는 Bugatti에서 개발한 고체 상태 퓨즈박스로, EV의 800볼트 시스템과 내연기관의 12볼트 전력을 즉시 전환할 수 있습니다. 나머지 과정은 회사 기술자나 숙련된 정비사가 한 시간 이내에 완료할 수 있습니다. 교체 과정은 주로 6개의 주요 서브프레임 볼트, 몇 개의 100핀 전기 커넥터, 냉각수 라인, 변속기를 위한 유압 링크, 클러치 케이블 등으로 이루어집니다. 전방 라디에이터와 중앙 터널을 통한 냉각수 라인은 배터리 케이스나 휘발유 엔진을 모두 냉각할 수 있으며, 별도의 변경이 필요하지 않습니다.
양산형 자동차는 아직 고실리콘 배터리의 난관을 극복하지 못하고 이를 쇼룸에 선보이지 못하고 있습니다. 하지만 EV 배터리 제조업체들이 중국산 흑연에서 벗어나 실리콘 소재로 전환하려는 움직임 속에서, 메르세데스는 Sila Technologies의 실리콘 음극재를 내년 중 자사의 전기 G-Class SUV에 도입할 계획을 발표했습니다. 한편, 영국의 기록적인 트랙카를 업데이트한 맥머트리 스페얼링 퓨어(McMurtry Spéirling Pure) 프로토타입은 대만 Molicel의 실리콘 음극 배터리를 통합하고 있습니다. 이 배터리는 5.0Ah 용량의 원통형 21700 형태를 사용하며, 전기 팬을 통해 2,000kg의 다운포스를 생성하여 차량을 지면에 고정시킵니다.
강력한 전기 성능에도 불구하고, 브리단은 HF-11이 속도 기록을 세우는 데 초점이 맞춰져 있지 않다고 말합니다. 브리단은 일상적인 테슬라(Tesla)나 루시드(Lucid) 세단조차 많은 슈퍼카보다 더 빠르게 가속할 수 있는 시대에, 직선 속도 성능은 더 이상 주요 차별화 요소가 아니라고 설명합니다.
브리단은 이렇게 말합니다. “중요한 것은 경험, 즉 운전의 즐거움입니다. 이 점이 개발 방향을 완전히 다르게 만듭니다. 우리는 초경량 스포츠카로의 복귀를 원합니다. 현재의 전기 기술은 이를 200만 달러의 차량에서만 가능하게 하지만, 언젠가는 더 낮은 가격대로 진입하고 싶습니다. 다만 기술이 이를 따라잡고 대량 생산이 가능하며 경제성이 확보되어야 합니다.”
이런 올드스쿨 감각은 현재 양산 전기차에서 제공되지 않는 6단 수동 변속기와 유압식 클러치를 선택할 수 있는 옵션으로도 구현됩니다.
회사는 오는 4월 HF-11 프로토타입 테스트를 시작하고, 약 1년간 개발 과정을 진행할 계획입니다. 이 과정에는 회사가 애정을 담아 “매니악스(Maniacs)”라 부르는 잠재 구매자 그룹이 밀접하게 참여하게 됩니다. Oilstainlab은 2026년 또는 2027년에 생산을 시작할 계획입니다.
7자리 숫자의 가격을 자랑하는 리막(Rimac)과 같은 차량은 제쳐두고, 북미 쇼룸에서는 아직 2인승 전기 스포츠카를 찾아볼 수 없습니다. 한편, 약 7만 달러의 중국산 MG Cyberster는 최근 EU에서 판매를 시작했습니다. 브리단은 스포츠카 구매자들이 전동화에 특히 강한 저항을 보여왔음을 인정합니다. 이들의 우려 목록은 과도한 중량, 짧은 주행 거리, 인공적인 주행 경험, 기술의 빠른 노후화 및 급격한 감가상각 등을 포함합니다. 그러나 브리단은 교체 가능한 플랫폼 설계가 내연기관 충성 고객들에게 전환점이 될 수 있다고 설명합니다.
브리단은 이렇게 덧붙입니다. “편안하게 느낄 수 있는 무언가를 구매한 후, 약간의 호기심을 가져볼 기회가 생깁니다. 이미 숨겨진 EV 팬들이 많이 나타나고 있습니다.”
마무리
이번 포스팅에서는 전기차 기술의 발전과 Oilstainlab의 혁신적인 HF-11 모델을 중심으로, 실리콘 음극 배터리와 교체 가능한 플랫폼 설계가 자동차 업계에 어떤 변화를 가져올 수 있을지 살펴보았습니다. 내연기관과 전기 모터의 공존이라는 독특한 아이디어는 전통적인 자동차 매니아와 EV 팬 모두를 아우르며 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 앞으로도 이런 창의적인 시도가 자동차 시장에서 얼마나 큰 영향을 미칠지 기대가 됩니다.