전기차 주행거리 늘리는 법, 에너지의 4분의 1은 타이어에서 사라집니다

차가 굴러가는 동안, 우리가 충전한 전기의 약 4분의 1은 바퀴가 눌렸다 펴지는 과정에서 열로 사라집니다. 타이어는 완전탄성체가 아니어서, 노면에 닿는 부분이 납작해졌다가 되돌아올 때 그 에너지 전부를 돌려주지 못합니다.

이것을 회전저항이라고 부릅니다. 공기저항은 속도를 줄이면 함께 줄지만, 회전저항은 바퀴가 도는 한 계속 남습니다. 그래서 막히는 도심 구간일수록 타이어가 먹는 몫이 커집니다.

테슬라가 8월 28일 유럽 시장에서 발표한 내용은 바로 이 몫을 건드린 결과였습니다. 모델3의 인증 주행거리를 534km에서 572km로 올렸는데, 배터리는 손대지 않았고 늘어난 거리는 38km, 비율로는 7.1%였습니다.

바뀐 것은 휠과 타이어뿐입니다. 기본 장착되던 18인치 포톤 휠이 같은 지름의 18인치 프리즈마타 휠로 교체됐고, 여기에 회전저항이 낮은 타이어가 물렸습니다. 100km당 소비전력은 13kWh에서 12.2kWh로 내려갔습니다.

적용 대상은 유럽의 좌핸들 시장 전체입니다. 독일, 프랑스, 스웨덴, 노르웨이 같은 본토 국가가 여기 들어가고, 영국과 아일랜드의 구성기에는 아직 예전 534km 수치가 그대로 남아 있습니다.

늘어난 38km가 나온 자리. 사진: Kazyakuruma, 위키미디어 커먼즈, CC0.

여기서 짚어둘 점은 이 숫자가 광고 문구가 아니라 인증 수치라는 것입니다. WLTP 주행거리를 고치려면 차량의 주행저항을 다시 신고하고 인증 절차를 다시 밟아야 합니다. 회사가 마음대로 다시 적을 수 있는 값이 아닙니다.

유럽은 타이어의 이 특성을 등급으로 관리합니다. EU 규정 2020/740에 따라 모든 타이어에는 A부터 E까지 연비 등급이 붙고, 승용차용은 회전저항계수 6.5N/kN 이하가 A, 10.6 이상이 E입니다.

같은 규격 안에서도 편차는 꽤 큽니다. 톱타이어리뷰가 진행하고 타이어리뷰스의 조너선 벤슨이 7월에 분석한 모델3 비교시험에서, 지티 컨트롤 P10은 톤당 5.5kg, 브리지스톤 투란자 T005 EV는 6.2kg, 미쉐린 e.프라이머시는 7.0kg을 기록했습니다.

흥미로운 것은 성능 항목이었습니다. 가장 적게 잃은 타이어가 젖은 노면 제동에서도 32.70m로 가장 짧았고, 젖은 노면과 마른 노면 핸들링에서도 가장 빨랐습니다. 효율을 얻으려면 접지력을 내줘야 한다는 통념이 예전만큼 성립하지 않는다는 뜻입니다.

다만 계산을 해보면 타이어만으로는 설명이 다 되지 않습니다. 회전저항을 10% 남짓 줄여도 전체 소비에서 개선되는 폭은 3% 안팎인데, 테슬라가 인증받은 개선폭은 6.2%였습니다. 새로 설계된 휠 표면이 만드는 공력 개선이 나머지를 채운 셈입니다.

이번 개선은 상위 트림이 아니라 가장 저렴한 후륜구동 모델에 먼저 적용됐습니다. 사진: Damian B Oh, 위키미디어 커먼즈, CC BY-SA 4.0.

주행거리 불만에 대한 업계의 기본 처방은 셀을 더 넣는 것입니다. 그러면 리튬과 니켈이 더 들고 차가 무거워지며 값이 오르고 충전 시간도 길어집니다. 무거워진 차는 다시 전기를 더 씁니다.

테슬라는 그 반대편을 골랐습니다. 셀도 무게도 가격도 더하지 않고 38km를 얹었으니, 킬로미터당 원가로 보면 이 회사가 팔 수 있는 가장 값싼 주행거리입니다. 게다가 적용된 차는 상위 트림이 아니라 진입 모델이었습니다.

효율을 연식 변경 때 손보는 항목이 아니라 상시 조정 변수로 다룬다는 점도 눈에 띕니다. 대부분의 제조사는 출시 때 사양을 고정하고 3~4년 뒤 페이스리프트에서야 다시 봅니다. 모델3가 여러 시장에서 계속 효율 순위 위쪽에 오르는 이유이기도 합니다.

남은 숙제도 있습니다. 우핸들 시장은 아직 그대로이고, 기존 소유자는 교체 시점에 같은 타이어를 고르지 않으면 혜택을 받지 못합니다. 실내 소음도 이 타이어가 시험에서 유일하게 밀린 항목이었고, 엔진 소리가 없는 전기차에서는 더 도드라집니다.

추운 날씨도 변수입니다. 타이어가 차가우면 회전저항이 10% 넘게 오르고, 외기온이 25도에서 0도로 떨어지면 전기차 소비량은 약 5분의 1 늘어난다는 측정도 있습니다. 겨울에 주행거리가 줄어드는 이유가 배터리만은 아닌 셈입니다.

결국 이 발표가 던지는 질문은 테슬라가 38km를 찾았느냐가 아닙니다. 나머지 업계가 휠과 타이어를 트림 옵션이 아니라 일차적 설계 결정으로 다루기 시작할 것인가입니다. 고객에게 아무 비용도 지우지 않으면서 남아 있는, 몇 안 되는 큰 지렛대이기 때문입니다.

더 자세한 내용은 워드프레스 원문에서 확인하실 수 있습니다 → 배터리를 바꾸지 않고 38킬로미터 — 테슬라 모델3의 조용한 주행거리 개선이 실제로 증명한 것