현대차ㆍ기아 '열을 지배하는 신박한 기술' 에어컨 안 틀어도 실내 온도 10%↓

[오토헤럴드 김흥식 기자] 어느 해보다 뜨거웠던 여름 무더위가 8월 하순까지 이어지고 있다. 우리는 약과다. 파키스탄의 여름 평균 기온은 40도다. 하지만 많은 운전자는 기름값을 아끼려고 에어컨을 켜지 않는다. 틴팅을 금지하는 법규 때문에 대부분 운전자는 창문을 열고 매쾌한 매연을 견뎌내야 한다.

파키스탄 운전자들의 이런 고역은 지난 4월 현대차가 개발한 신박한 복사 냉각 필름으로 상당 부분 해소됐다. 현대차그룹이 세계 최초로 개발한 ‘나노 쿨링 필름’은 태양열을 일부 반사하는 기존 틴팅 필름 역할 뿐 아니라 실내 적외선을 밖으로 방사하는 기능도 갖고 있다.

현대차그룹은 22일, '히트 테크 데이(Heat Tech Day)'를 열고 나노 쿨링 필름과 함께 전기차의 난방 효율성을 극대화할 수 있는 ‘복사열 워머’, 금속 코팅 발열 유리 등 세계 최초 첨단 열관리 기술을 소개했다.

차량 실내 온도 최대 10도 낮추는 '나노 쿨링 필름'

나노 쿨링 필름은 열을 반사하는 기존 틴팅 필름과 달리 열 방출 기능으로 효과적인 냉각이 가능하다. 태양열의 특정 파장대를 막거나 방출하는 3개의 각기 다른 층으로 구성돼 있어 높은 투과율을 유지하는 동시에 실내 온도를 10℃ 이상 낮출 수 있다. 

이날  행사에서 현대차·기아는 현대차 아이오닉 6를 통해 나노 쿨링 필름의 효과를 직접 보여줬다. 내ㆍ외장 색상이 동일한 차량 두 대 가운데 나노 쿨링 필름을 시공한 차량과 출고 상태 그대로 전시된 두 차량의 실내 온도 차이는 확연했다.

이날 전시에서 나노 쿨링 필름 시공 차량의 센터 콘솔 부근 실내 온도는 36.0℃, 그렇지 않은 차량은 48.5℃로 최대 12.5℃ 차이를 기록했다. 나노 쿨링 필름은 차량 외부의 열을 차단하기만 하는 기존 틴팅 필름과는 달리, 외부 열 차단과 더불어 차량 내부의 열을 외부로 방출하는 기능까지 갖춘 첨단 소재다.

특히 가시광선의 투과도를 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 유리창을 어둡게 하지 않으면서 기존 틴팅 필름과 함께 사용하는 것도 가능하다. 틴팅 필름과 함께 부착한다면 틴팅 필름의 열 차단 효과에 나노 쿨링 필름의 차단/방사 효과가 더해져 더욱 효과적이다.

복사열로 배터리 사용량 20% 낮추는 ‘복사열 워머’ 

복사열 난방 시스템은 탑승자의 다리 부위를 둘러싼 위치에 복사열을 발산하는 발열체를 적용해 겨울철 차가워진 탑승자의 몸을 빠르게 덥히는 기술이다. 현대차·기아는 복사열 난방 시스템을 기존 공조 시스템과 함께 활용한다면 적정 온도에 도달하는 데 에너지를 17% 절감할 수 있고, 3분 안에 온기가 전달돼 실내를 쾌적하게 할 수 있다.

공조장치의 건조한 바람이 피부에 직접 닿으면서 느끼던 불편함도 사라진다. 특히 실내 난방을 위해 많은 에너지를 소모하는 전기차는 주행거리를 늘리는데도 큰 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다. 

복사열 난방 시스템 핵심 기술은 고온 필름형 발열체와 화상 방지 시스템이다. 110℃까지 열을 발생시키는 필름형 발열체가 각 모듈 안에서 열을 발생시키고 이를 감싸고 있는 직물 소재가 인체에 따뜻한 온도로 열을 조절해 원적외선을 방출한다.

각 발열체 모듈에는 신체가 닿는 즉시 이를 감지하고 온도를 낮추는 화상 방지 시스템이 적용됐다. 행사에 전시된 EV9에는 총 9개에 달하는 위치에 복사열 난방 발열체를 적용했다. 운전석에는 스티어링 컬럼 아래쪽과 도어, 센터 콘솔 등 5곳, 동승석에는 도어, 센터 콘솔, 글로브박스 아래쪽 등 4곳이다.

투명한 금속 코팅면 열로 서리와 습기 제거

이날 현대차·기아는 세계 최초로 48V 시스템을 적용한 ‘금속 코팅 발열 유리’ 기술도 소개했다. 금속 코팅 발열 유리는 차량 전면의 접합 유리 사이에 약 20개 층으로 구성된 금속 코팅을 삽입해 유리 스스로 열을 발생시켜 겨울철 서리나 습기를 제거할 수 있도록 하는 기술이다.

48V의 고전압 시스템을 통해 영하 18℃에서도 유리 표면의 성에를 5분 내에 완전 제거할 수 있어 기존 내연기관차 공조 시스템과 비교해 약 10% 더 적은 전력으로 최대 4배 빠른 제상이 가능하다.

더욱이 여름철과 같은 더운 날씨에는 전력을 쓰지 않고도 삽입된 금속 코팅이 외부에서 오는 태양 에너지를 최소 60% 차단할 수 있어 차량의 에너지 효율 개선에 큰 도움이 된다.

캐나다나 북유럽 등 혹한 지역의 전면 유리에 주로 적용되던 텅스텐 와이어 열선 대비 시인성이 우수하고 열선도 전혀 보이지 않는다. 덕분에 빛 번짐이나 왜곡 없이 운전자에게 깨끗한 시야를 제공할 수 있다는 점이 가장 큰 장점이다.

현대차·기아는 이 기술이 우리나라 뿐 아니라 글로벌 혹한 지역의 안전에 큰 도움이 될 것으로 판단하고 있으며, 금속 코팅 발열 유리가 적용되면 앞 유리의 서리와 습기를 제거하기 위해 설치하던 공조 시스템을 대체할 수 있어 더 효율적이고 자유로운 디자인이 가능할 것으로 보고 있다.

현대차·기아는 금속 코팅 발열 유리 관련 기술을 국내외 주요 시장에 특허 출원했으며, 향후 출시되는 신차에 적용할 예정이다.

기술 개발을 담당한 현대차·기아 MLV외장설계1팀 정기헌 파트장은 “금속 코팅 발열 유리가 적용되면 단순히 고객의 편의와 쾌적성이 높아지는 것뿐만 아니라 주행 안전에도 큰 도움이 될 것으로 기대한다”며 “특히 운전자의 시야를 방해할 수 있는 서리를 빠르게 제거할 수 있는 48V 시스템과의 만남으로 기술의 효용과 완성도가 한층 높아질 것”이라고 밝혔다.

김흥식 기자/[email protected]