[수소車 본격채비①]벤츠, 25년 연구로 수소연료전지차 시장 선점

【서울=뉴시스】박민기 기자 = 메르세데스-벤츠는 다양한 미래 모빌리티 기술의 공존을 추구하며 내연기관·하이브리드·순수 전기차 등 3가지 파워트레인 전략을 바탕으로 고객들의 세분화된 모빌리티 니즈를 충족시키고 있다.

벤츠는 2017년 수소연료와 배터리 기술을 플러그인 하이브리드 형태로 결합한 세계 최초의 수소연료전지 플러그인 하이브리드 스포츠유틸리티차량(SUV) 'GLC F-CELL' 모델을 공개하며 혁신적인 하이브리드 기술을 선보였다.

GLC F-CELL의 기반이 되는 연료전지 기술은 차량에 장착된 연료전지를 이용한 전기로 모터를 가동하는 만큼 순수 전기차처럼 주행 중 배기가스가 전혀 발생하지 않는다는 장점을 갖고 있다.

이와 같은 특징을 바탕으로 연료전지차는 지속가능한 모빌리티를 구현하기 위한 기술 중 하나로 손꼽히며 벤츠 파워트레인 전략의 한 축을 담당하고 있다.

벤츠가 2017년 독일 프랑크푸르트 모터쇼에서 선보인 GLC F-CELL은 혁신적인 수소 연료전지 시스템과 순수 전기 구동계를 하나의 차에 담은 신개념 플러그인 하이브리드 모델로, 지능화된 작동 모드를 통해 배터리와 연료전지의 사용을 항상 최적의 상태로 유지하며 수소와 전기 사용을 최소화한 것이 특징이다.

전체 시스템이 엔진룸 안에 들어갈 정도로 크기를 줄인 동시에 연료전지의 값을 높였던 백금 사용량을 90%까지 줄이며 비용 문제도 해결했다.

4.4㎏의 탱크에 수소를 채우는데 걸리는 시간은 단 3분으로 유럽연비측정 방식(NEDC) 기준 최대 약 430㎞까지 주행할 수 있다.

이와 함께 대형 리튬이온 배터리를 사용해 전기 모드로 유럽연비측정 방식 기준 최대 51㎞를 주행할 수 있는 추가 에너지를 제공한다.

수소연료전지차 개발과 상용화를 위한 벤츠의 노력은 지난 25년간 이어졌다.


벤츠는 1994년 4월13일, 메르세데스-벤츠 리서치 센터가 있는 독일 울름에서 유럽 최초의 연료전지차 '네카'를 공개했다.

'새로운 전기차(New Electric Car)'라는 뜻에서 붙여진 네카라는 이름은 이후 소개된 후속 개발 차량들과 구분하기 위해 '네카1'으로 변경됐다.

네카1은 벤츠 'MB 100 밴 모델'을 기반으로 제작됐으며 1993년 12월부터 독일의 도로에서 운행을 시작했다.

발표 당시 이미 수천 마일의 주행 거리를 기록하며 안정적이고 혁신적인 전기 구동 방식의 시작을 알리는 동시에 새로운 에너지원의 기술적 가능성을 증명하는 초석을 마련했다.

네카1에는 50㎾의 출력을 발휘하는 캐나다 발라드 파워 시스템사의 연료전지 12개와 150ℓ의 압축가스를 주입할 수 있는 연료 탱크가 탑재됐다. 이를 통해 네카1에 장착된 전기 모터는 최대 30㎾, 41마력의 성능을 발휘했고 최대 주행 거리와 속도는 각각 130㎞와 시속 90㎞에 달했다.

벤츠는 네카1을 공개한 이후 끊임없이 수소 기반 연료전지차 연구와 개발을 이어갔다.

1996년 공개한 'V클래스' 기반의 세계 최초 연료전지 승용차 '네카2'부터 2000년 선보인 '네카5'까지 네카의 후속 모델들과 함께 1997년 최대 250㎞ 주행에 성공한 연료전지 버스 '네버스' 등 다양한 연료전지 차량을 선보였다.


벤츠는 네카 테스트 차량을 통해 단계적으로 연료전지 시스템의 크기를 줄이는 한편 대량생산을 위한 기술도 함께 발전시켰다.

이러한 연구 결과를 바탕으로 벤츠는 2002년 'A클래스 롱 휠 베이스 버전'의 차체 바닥에 한층 콤팩트해진 연료전지 시스템을 장착한 연구용 차량을 개발했고, 이와 함께 연료전지 차량에 F-CELL이라는 새 이름을 부여했다.

'A클래스 F-CELL'은 이후 2004년 말부터 독일, 미국, 일본, 싱가폴 등에서 일상생활에서의 적합성을 입증하기 위해 장기간 실제 도로 주행 시험을 시작했다.

벤츠는 2009년 8월 첫 번째 양산 수소연료전지차인 'B클래스 F-CELL'을 선보였고 같은 해 연말부터 소량 생산을 시작했다.

B클래스 F-CELL은 수소연료 전지를 동력 장치로 사용하는 최신형 전기 구동 시스템을 탑재해 높은 편의성과 안전성을 갖춘 동시에 전기 모터의 힘으로 최고 출력 136마력과 최대 토크 29.8㎏·m의 성능을 발휘했다.


또한 수소를 3분만 충전해도 최대 400㎞ 거리를 달리고 영하 25도에서도 작동하는 뛰어난 시능 능력을 겸비했다.

약 200대의 B클래스 F-CELL이 유럽과 미국 소비자들에게 전달됐고 일반 승용차와 같은 환경에서 800만㎞ 이상을 달리며 연료전지 기술의 실용성과 안전성을 다시 한번 입증했다.

벤츠는 현재까지 300대 이상의 연구용 차량과 연료전지차량을 만들었고, 나아가 이 차량들을 바탕으로 전체 1800만㎞에 달하는 거리를 달리며 수소연료전지차 개발 관련 자료를 수집했다.

한편 벤츠는 연료전지차를 포함한 다양한 접근법을 통해 2022년까지 130개의 다양한 전기 구동화 모델을 선보이는 것을 목표로 친환경 모빌리티를 구현해가고 있다.

앞으로 새롭게 선보일 EQ 브랜드 모델에 100억 유로 이상을, 배터리 생산 분야에 10억 유로 이상을 투자할 계획이다.


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