[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 글로벌 자동차 및 산업기계용 정밀 부품과 시스템 공급업체인 셰플러 그룹이 ‘휠베어링’, ‘변속기 베어링’, ‘전기액슬’, ‘히트펌프’ 분야에서 전기차의 주행거리를 늘리는 혁신 솔루션 개발에 적극 나서고 있다고 지난 12일 밝혔다.

셰플러 그룹이 ‘휠베어링’, ‘변속기 베어링’, ‘전기액슬’, ‘히트펌프’ 분야에서 전기차의 주행거리를 늘리는 혁신 솔루션 개발에 적극 나서고 있다. [사진=셰플러]

셰플러는 전기차의 주행거리를 늘릴 수 있는 주요 방법 중 하나로 마찰 손실을 획기적으로 줄여주는 트리피니티(TriFinity) 휠 베어링을 개발했다. 휠 베어링은 전기 자동차의 섀시에 들어가는 부품으로, 휠이 높은 기계적 하중에서도 저항을 최소화해 회전할 수 있도록 드라이브 샤프트 및 액슬을 유도하고 지지하는 역할을 한다.

휠 베어링은 정상적인 주행 작동 시 엄청난 하중을 받으며, 일반적으로 18만 킬로미터(km)를 주행할 때마다 약 1억회 회전한다.

셰플러의 트리피니티(TriFinity) 휠 베어링은 기존 베어링과 비교해 마찰 손실을 무려 67%나 줄인다. 이는 200와트 이상 절약되며, 120kWh 배터리 용량을 갖춘 전기 SUV의 경우 약 20km의 추가 주행거리를 확보할 수 있는 수준이다.

또한 전비 및 주행 가능거리를 희생하지 않고도 겨울철 난방 시스템으로 소모되는 전기를 추가 확보된 200와트를 이용해 여유롭게 사용 가능한 것이 특징이다.

또한 셰플러의 3열 휠베어링은 표준 2열 볼베어링과 비교해 크기는 동일하지만 약 10%의 중량 저감 효과가 있으며, 사용 수명도 더 길다. 그 밖에 강성이 20% 이상 높기 때문에 전달할 수 있는 액슬 하중이 더욱 높아 특히 대형 전기 자동차에 유리하다.

셰플러 고효율 변속기 베어링은 마찰을 크게 줄여 기존 베어링 솔루션과 비교해 약 50와트(Wh)까지 에너지를 절약할 수 있다. 이렇게 절약된 에너지는 주행거리 증가로 이어진다. 셰플러 EV 변속기 베어링은 전기 구동식 변속기 입력 샤프트의 높은 회전 속도에 맞춰 조정이 가능하기 때문에 부하를 최적의 상태로 조절할 수 있다.

열 관리도 주행거리를 늘리는 데 효과적인 방법이다. 셰플러 4in1 전기액슬(4in1 e-Axle)은 전기 모터와 전력 변환장치, 변속기에 더해 열관리 시스템까지 하나로 통합했다. 불필요한 호스와 케이블을 제거하여 에너지 손실이 비교적 적으며, 부품이 적기 때문에 중량이 적을 뿐만 아니라 차량 제조사에서 탑재하기도 쉽다.

또 배터리를 포함해 파워트레인을 적정 온도로 유지하기 때문에 주행거리가 길고 충전 속도도 빠르다. 4가지 서브 시스템의 상호 작용에 최적화돼 있어, 75킬로와트(kWh) 배터리가 장착된 소형 전기차로 100킬로미터(km)를 주행할 때마다 약 1킬로와트(kWh)의 전기를 절약할 수 있다. 주행 거리로 환산하면 7%가 늘어나 약 36킬로미터(km)를 더 주행할 수 있는 셈이다.

셰플러 히트 펌프는 주변 공기에서 발생하는 열 에너지와 모터, 파워 일렉트로닉스 및 배터리에서 발생하는 폐열을 가용 난방열로 전환해 배터리 전력을 아낄 수 있기 때문에 동절기에 더욱 효과적이다. 75킬로와트(kWh) 배터리와 분산형 열 관리 시스템이 장착된 소형 전기차와 비교했을 때, 4in1 전기액슬(4in1 e-Axle)과 히트 펌프 시스템까지 장착된 소형 전기차는 100킬로미터를 주행할 때마다 약 4kWh의 에너지를 절약할 수 있다.

자율주행 기술이 고도화되면서 전기차에는 모터 뿐만 아니라 편의 장치 등에 사용되는 더 많은 배터리 용량이 필요하다. 이에 셰플러의 전기차 주행거리를 늘리는 혁신 솔루션은 전기차 배터리 용량의 증대가 요구되는 가운데 전기차 보급 확대 및 차세대 전기차 기술 발전에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

셰플러 오토모티브 테크놀로지 사업부의 마티아스 징크(Matthias Zink)는 “셰플러는 전기차의 주행거리에 대한 고민을 해결할 솔루션을 계속해서 연구, 개발하고 있다”며, “파워트레인을 완전히 전기화할 수 있는 스마트 기술 솔루션과 광범위한 구성품 및 시스템들이 전력 소모를 줄이고 주행거리를 늘려 일상에서 전기 자동차를 주행할 수 있는 실용성을 높이고 있다”고 전했다.

[최종윤 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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