전기차 시대가 금방이라도 올 것 같은 요즘입니다. 이미 글로벌 자동차 회사의 전기차들이 도로를 누비고 있지요. 전기차 보급을 위한 각 정부의 정책도 활발합니다.

자동차 산업에 있어 전기차의 등장은 '새로운 패러다임'일 수밖에 없습니다. 지난 100여년간 사용해 온 석유연료와 내연기관에서 벗어날 수 있기 때문입니다. 환경오염의 주범으로 꼽히는 내연기관의 종말이 진짜로 얼마 남지 않은 셈입니다. 완전한 전환까지는 상당한 시간이 필요하겠지만, 그렇게 될 것이라는 믿음은 확고합니다.

관련 기술은 나날이 발전하고 있습니다. 전기 동력계의 두 축인 전기모터와 배터리를 말할 것도 없고, 새로운 차체, 다양한 전자장비 등이 전기차에 맞춰 만들어지고 있습니다. 네트워크 기술도 빼놓을 수 없습니다. 전기차에 있어 중요한 효율적인 전력관리가 네트워크를 통해 이뤄집니다.

르노삼성 전기차 SM3 Z.E.에는 전기차 전용 타이어가 장착됐습니다. / 르노삼성 제공
르노삼성 전기차 SM3 Z.E.에는 전기차 전용 타이어가 장착됐습니다. / 르노삼성 제공
이중에서도 우리의 시야를 약간 벗어난 분야가 있습니다. 바로 타이어입니다. 문명의 발달사와 궤를 같이 하는 바퀴는 전기차 시대에도 중요한 부품이 아닐 수 없는데요. 이른바 전기차 전용 타이어의 등장입니다.

전기차 전용 타이어는 기본적으로 친환경을 핵심으로 다룹니다. 연료효율을 높이기 위한 저구름저항 기술이 사용됩니다. 동시에 제동력을 확보하기 위한 갖가지 신소재를 사용합니다. 따라서 친환경 타이어와 구분이 쉽지 않습니다. 그러나 전기차 전용 타이어와 친환경 타이어는 태생이 조금 다릅니다.

전기차는 동급 내연기관에 비해 무거울 수밖에 없습니다. 전기를 담는 배터리가 무겁기 때문입니다. 그래서 전기차에 일반 타이어를 사용하면 마모가 빠르게 진행됩니다. 몸무게가 무거운 사람의 신발 밑창이 빨리 닳는 것과 같습니다.

또 전기모터는 내연기관에 비해 토크가 셉니다. 타이어에 걸리는 힘이 그만큼 크다는 이야기입니다. 이 커다란 힘에 따른 마모 현상 역시 줄여야 한다는 기술적 과제가 존재합니다.

우선 전기차 전용 타이어는 패턴 디자인이 중요합니다. 르노삼성의 국내 유일 세단형 전기차 SM3 Z.E.에 장착하는 전기차 전용 타이어인 금호타이어 와트런의 경우 소음을 줄이려 그루브(굵은 세로 홈) 폭을 일반 타이어와 다르게 재설계했습니다. 블록 내부의 사이프(가는 홈)를 넣어, 낮은 회전저항(LRR)을 만들어 낸 점도 특징입니다. 내구성을 높이기 위해 리브(지그재그) 패턴 디자인을 입혔고, Z모양의 그루브 형상으로 눈길 제동력도 확보했습니다.

소재도 물론 중요합니다. 금호타이어 와트런의 경우 트레드(바닥면)에 특수 레진(수지)를 적용했습니다. 제동력을 높이기 위해섭니다. 또 실리카 소재와 결합력을 극대화한 SSBR(용액융합 폴리머)를 쓰고, 실리카는 입자경 분포를 넓게 해 최적의 성능과 효율을 냅니다. 타이어 옆면(사이드 월)에는 조종안정성의 극대화와 저발열 특성 구현이라는 목표로 보강성 충진재와 가교 결합 형태(크로스 링킹 타입)를 적절하게 배분하고 있습니다.

브리지스톤은 BMW i3를 위한 전기차 전용 타이어 기술 ‘올로직’을 만들었습니다. / BMW 제공
브리지스톤은 BMW i3를 위한 전기차 전용 타이어 기술 ‘올로직’을 만들었습니다. / BMW 제공
브리지스톤은 전기차용 타이어에 '올로직'이라는 기술을 접목합니다. 올로직은 BMW i3에 최초 장착됐으며, 기존에 비해 트레드 폭은 줄이고 지름을 키운 것이 특징입니다. '더 크고, 더 얇은'이라는 콘셉트를 지향합니다. 트레드 폭을 좁힌 이유는 공기저항을 낮추기 위해서 입니다. 얇은 타이어는 공기와 닿는 부분이 적어지고, 전체적인 공기역학 성능에 기여합니다. 다만 이 경우 타이어 지름이 작게되면 트레드 운동량에 따라 타이어가 눌리거나 찌그러지는 현상이 발생하는데, 이를 해결하기 위해 올로직은 타이어 지름을 키워 트레드 변형과 운동에너지 손실을 막았습니다.

이런 다양한 기술이 전기차 타이어를 위해 만들어 지고 있으나, 전기차처럼 전기차 전용 타이어의 높은 개발비는 부담이 아닐 수 없습니다. 전기차가 활성화 단계에 이르렀지만 여전히 시장 규모가 작습니다. 따라서 최근까지도 일반 타이어를 개선해 전기차에 장착하는 일이 대부분입니다. 물론 시장 확장 가능성은 대단히 큽니다. 자동차 패러다임의 변화가 불가피하다는 것을 부정하는 사람은 없으니까요.

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