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2022 <모터트렌드> 올해의 차 - 위너_루시드 에어

판도를 바꿀 이 전기 세단이 앞으로 나아갈 길을 제시한다

2022.01.14

 
 
자동차의 발전은 숲속에서 자라는 떡갈나무처럼 대체로 천천히 이뤄진다. 때로는 레인보 유칼립투스처럼 기세 좋게 신차가 등장하기도 하는데, 그럴 땐 급속하게 발전해 세상을 깜짝 놀라게 한다. 전기차 스타트업 루시드가 만든 에어가 바로 그런 차다. 다채로운 색상의 나무껍질처럼 예상하지 못한 혁신과 정교함을 보여준다.
 
한두 해 전만 해도 우리를 포함한 많은 사람들이 이렇게 얘기했다. “루시드? 아직 굴러가나요? 바이톤, 패러데이 퓨처, 다이슨, 니오처럼 몰락하는 줄 알았어요.”
 
루시드는 여전히 잘나간다. 여러 성공한 자동차 업체에서 데려온 전문가들이 이끌어가고, 에어 세단 출시와 다음 모델 그래비티 SUV 개발에 필요한 자금도 충분히 지원받았다.
 
루시드는 최근 에어 드림 P의 최고출력과 최대토크, 드림 R의 EPA 공인 주행거리를 발표했다. 1111마력, 192.2kg·m, 837km로 엄청난 수치인데 그리 놀랍지는 않다. 커다란 전기모터와 배터리를 갖추면 누구나 달성할 수 있는 숫자다. 오히려 우리의 관심을 끈 부분은 루시드가 패키지 구성에서 이런 숫자를 이룬 정교한 방법이다. 올해의 차 여섯 가지 선정 기준에서 각각 높은 순위를 차지했고, 결국 승자의 자리에 올라섰다.
 
루시드 에어 생산은 지난해 9월 애리조나주 카사 그란데 AMP-1 공장에서 시작했다
 
기술적 경험
헤드라인을 장식하는 이런 제원은 작고 전력밀도가 높은 전기모터에서 나온다. 전기모터를 구성하는 혁신적인 새로운 고정자 코일은 결합을 최소한으로 줄인 편리한 조립법으로 ‘직조한’ 정사각형 모양 구리 와이어 24개로 만들었다. 루시드는 최대 전력 상태에서 와이어가 배출하는 강한 열을 관리하는 방법에도 공을 들였다.
 
고정자 본체의 자기장 ‘데드 존’을 이용해 냉각 통로를 코일 채널 사이 좁은 공간 아래쪽으로 옮겼다. 회전자는 위치를 최적화해서 같은 수의 희토류 자석에서 더 큰 자기저항 토크를 뽑아낸다.
 
전기모터의 토크를 키워서 무거운 차동기어로 보내는 대신, 루시드는 작고 가벼운 차동기어를 회전자 안에 넣었다. 이런 설계에는 감속기어 두 개가 필요하지만 전기모터 양쪽에 작은 유성 장치를 배치하는 방법으로 대체했다. 덕분에 가벼운 무게를 유지하면서 주요 경쟁업체 제품보다 전력밀도가 세 배 높은 구동 유닛을 완성했다.
 
냉각 시스템과 경량화 기술 혁신을 통해 동급 최대인 283ℓ의 프렁크 용량을 확보했다. 사진은 공간 분리용 바닥을 설치한 모습
 
원통형 배터리의 화학적 성질은 평범하지만 팩은 자동화 조립을 단순화하도록 설계했다. 자동화 조립은 전력 전도성 모선 막대를 통합한 사출성형 케이스에서 이뤄지는데, 특허 기술이며 상도 받았다. 셀은 와이어 대신 새로운 저저항 리본 커넥터를 통해 막대에 연결된다. 열은 측면이 아닌 셀 끝에서 멀리까지 전달된다. 루시드에 따르면 이런 방식은 냉각 효율을 높이고 쉽게 설치할 수 있다. 무겁고 비용이 드는 접착제 사용도 줄어든다.
 
루시드는 모든 전기 파워트레인의 설계와 개발을 내부에서 수행했다. 에어에 들어가는 900V 전기 시스템을 관리하는 ‘분더박스’ 전자제어도 포함한다. 분더박스는 양방향이어서 다른 전기차에 ‘점프 충전’을 지원한다.
 
19.2kW 레벨 2 가정용 충전도 관리하고, 구형 충전소의 400V를 DC 고속 충전으로 상향 변환할 수 있다. 300kW(또는 그 이상) 최신 800V도 수용한다. 루시드 에어는 20분 충전으로 480km의 주행가능거리를 확보해, 현재 충전이 가장 빠른 전기차 타이틀을 유지하고 있다. 
 
데크 리드를 혁신적인 클램셸 형태로 만들어서 널찍한 트렁크 공간에 쉽게 접근할 수 있다. 바닥판 아래에는 바퀴 달린 여행용 가방도 들어가는 공간을 마련했다
 
효율성
초기 루시드 에어 드림과 그랜드 투어링 모델은 113kWh 배터리를 사용하고 주행거리는 726~837km에 이른다. 나중에 나오는 92kWh 팩 모델은 650km 정도로 예상한다(뒷좌석 발과 무릎 공간이 조금씩 늘어난다). 루시드는 메르세데스-벤츠 S-클래스와 경쟁하는 고급 세단에서 kWh당 놀라운 주행거리를 뽑아낸다. F1 레이스에서 도입한 공기역학 기술 덕분인데 공기저항계수(Cd)도 0.200에 불과하다.
 
추가 공기를 자동차 앞쪽 냉각 덕트로 빨아들이고, 매끄러운 하부 디퓨저 펜스로 공기가 밀착하도록 유도하는 소용돌이 흐름의 저압 특성이 공기역학 기술에 포함된다. 전면부 공기커튼 덕트의 날개 형태는 실제로 마이너스 항력을 일으키고, 보닛 덕트는 앞쪽에서 고압 공기를 배출한다.
 
 
좁은 타이어와 낮은 지붕선으로 전면 투영면적을 최소화해서 전체 항력도 낮아졌다. 덕분에 대부분 모델이 도심보다는 고속도로에서 더 높은 효율성을 보이는데, 전기차나 플러그인 하이브리드 분야에서는 드문 일이다.
 
EPA 기준 복합연비 47.2~55.7km/ℓ-e를 기록한 루시드 에어는 미국에서 가장 효율 좋은 대형 전기 세단 타이틀을 얻었다. 테슬라 모델 S(40.8~51.0km/ℓ-e), 아우디 e-트론 GT와 포르쉐 타이칸(29.8~33.6km/ℓ-e)의 효율성을 앞선다. 메르세데스 EQS는 아직 값이 나오지 않았다.
 
 
앞선 디자인
루시드 CEO이자 최고기술경영자인 피터 롤린슨은 과거 테슬라에 수석 자동차 엔지니어로 합류했는데, 모델 S 외부 디자인에 영향을 미치기에는 너무 늦은 시기였다. 롤린슨은 루시드 에어에는 소형 파워트레인을 사용하기로 했다. 그 결과 길이와 휠베이스는 E-클래스와 비슷하지만 실내 공간은 S-클래스와 맞먹는 세단이 탄생했다.
 
디자인과 엔지니어링 컨설턴트이자 올해의 차 객원 심사위원인 크리스 시어도어는 “캡포워드와 낮은 카울을 적용해 날렵한 옆모습, 긴 휠베이스와 짧은 오버행, 젤리빈을 뒤집은 듯한 형태가 매력적”이라고 말했다. 피처 에디터 크리스천 시보는 ‘1960년대 차가 떠오르는 멋지고 목적이 분명하며 깔끔하면서도 고전적인 라인’을 좋게 평가했다.
 
아주 얇은 마이크로 렌즈를 배치한 LED 헤드램프는 더 진보한 디자인을 완성하는 요소다. S-클래스 헤드램프를 벤치마크해서 하얗고 밝으며 균일한 빛 패턴을 생성한다. 크기는 S-클래스 패키지의 40%에 불과하고 코너링 조명을 위한 구동모터도 필요하지 않다. 차폭을 가로지르는 긴 테일램프에는 OLED를 적용했는데, 경쟁차에 쓰는 레이저 에칭 금속을 쓰지 않아 더 간단하고 견고하다.
 
하단 스크린은 추가적인 수납공간을 제공하거나, 야간 운전 시 눈부심을 방지하기 위해 대시보드 안쪽으로 집어넣을 수도 있다
 
실내 디자인은 메르세데스 EQS의 전체를 덮는 스크린 콘셉트나 테슬라의 극단적인 미니멀리즘을 따라 하지 않고 새로운 길을 개척한다. 에어는 천, 알칸타라, 스티치가 대비를 이루는 천공 가죽을 혼합해 색상과 소재를 새로운 방식으로 조합한다. 앞뒤 시트의 색상도 달리해 아방가르드 분위기를 살렸다.
 
필요는 기능을 따라서, 항력을 최소화하기 위해 지붕을 낮췄다. 키가 아주 큰(190cm 이상) 운전자는 윈드실드 상단 파란색 틴팅 부분을 통해 밖을 보게 된다. 뒷문 입구 높이도 낮아서 키 작은 심사위원조차 머리가 부딪힐 지경이었다. 뒷문이 90도 각도로 열리는 부분은 모든 심사위원이 칭찬했다.
 
완전 유리지붕은 과연 견디기 힘들까? 에어 퓨어(7만7400달러, 약 9160만 원)와 에어 투어링(9만5000달러, 약 1억1240만 원)에는 금속 지붕이 기본이다. 짙은 틴팅 덕분에 유리지붕일지라도 실내는 적절히 서늘하다
 
의도한 기능의 작동
롤린슨은 에어가 수행해야 할 ‘의도한 기능’ 목록을 작성했는데 어려운 내용이 가득하다. S-클래스와 맞먹는 승차감과 고급스러움, 그가 수석 엔지니어로 일했던 로터스의 섀시 민첩성과 제어 반응, 전기 주행거리 800km 등.
 
이런! S-클래스와 비교해서 낮은 전면부 영역 덕분에 머리와 어깨 공간은 따라가지만, 뒤쪽 무릎 공간은 가장 큰 배터리를 얹은 모델이 20cm나 줄어든다. 대신 트렁크 공간을 강화했다. 일반 트렁크보다 96ℓ를 더 확보하고 추가로 283ℓ 용량 프렁크를 만들어서 전체적으로 909ℓ를 제공한다.
 
쇼크업소버는 메르세데스와 마찬가지로 조절할 수 있는 빌스타인 댐프트로닉 스카이인데 코일 스프링과 짝을 이룬다(S-클래스와 EQS는 에어 스프링을 사용한다). 대부분 심사위원이 컴포트에 기반한 스무드 모드에서 승차감이 아주 고급스럽다고 평가했다.
 
“스위프트와 스프린트 모드에서 에어는 경쟁차와 차별화된다.”
 
“스무드 모드에서 에어는 살짝 뜬 느낌이 나지만 편하고 조용해요. 스위프트 모드에서는 훌륭한 팔방미인 성격을 드러내고요. 스프린트 모드에서는 포르쉐 타이칸을 탔을 때와 달리 위축되지는 않겠지만, 굽은 길에서 이처럼 큰 세단을 타는 데 아주 재미있어요.” 시보가 말했다.
 
시어도어도 의견이 비슷했다. “코너를 돌아나가는 능력이 놀라워요. 스프린트 모드에서 전기 간섭이 최소화되고 개입할 때는 미묘해요. 브레이크는 강하지만 조금 인공적인 느낌이 나요.” 브레이크에 대해 말하자면, 몇몇 심사위원이 회생제동을 조금만 또는 아예 하지 않으면 좋겠다는 의견을 내놨다. 다른 심사위원은 더 큰 ‘최대 재생’ 설정이 더 강력해야 한다고 느꼈다.
 
스위프트와 스프린트 모드에서 에어는 메르세데스 경쟁차와 차별화한다. 우리가 테스트한 800마력 그랜드 투어링 모델은 400m 주파 기록이 시속 209.4km로 모델 S 플래드와 타이칸 터보 S를 제외하면 전기차 중에 가장 빠르다. 우리가 테스트한 적 있는 1111마력 드림 P는 확실히 경쟁력이 뛰어나다.
 
투톤 시트는 일반적인 구성과 다르게 앞쪽이 짙은 색이고 뒤쪽이 밝은 색이다
 
기능과 편의장비를 보면 루시드는 장비를 위한 장비를 갖춘 메르세데스 모델과 맞아떨어지지만, 항상 비교가 호의적이지는 않다. 적어도 우리가 테스트한 사전 생산 에어는 그렇다. 루시드의 시트 마사지 프로그램(그중 몇 가지는 진동과 안마 기능을 모두 갖췄다)은 평이 아주 좋았다. 자체 설계한 돌비 애트모스 서라운드 시스템도 마찬가지다.
 
시어도어는 “경쟁 제품이나 오디오 애호가의 홈 시스템 중에서 제가 들어본 것 중 최고”라고 말했다. 안타깝게도 시스템 결함 때문에 모든 심사위원이 경험하지는 못했다. 사전 생산 제품의 미흡한 완성도는 고속도로 보조 시스템(나중에 다양한 수준의 자율주행 기능으로 업그레이드할 수 있다), 도어 핸들, 전동 닫힘 프렁크에 영향을 미쳤다. 루시드는 이런 문제가 발생한 최종 생산품을 인도할 여유가 없다.
 
다양한 형태와 크기의 스크린 비중이 높은 사용자 인터페이스는 좋지 않은 평가를 받았다. 여러 심사위원이 3단계로 찾아 들어가야 하는 메뉴 구성이 불편하다고 했다. 부편집장 알렉스 스토클로사는 거울이나 운전대 위치를 조정할 때 운전자의 주의를 끄는 화면이 타당한지 의문을 제기했다. 대부분의 심사위원은 수석 에디터 코너 골든의 평가에 마지못해 동의했다. “연습을 좀 하면 사용하기 나아질 거예요.”
 
 
안전성
신차에 관한 객관적인 정보는 대체로 부족하다. 스타트업 제조사나 소량 생산하는 고급 브랜드는 더 그렇다. 루시드는 예외다. 에어는 모든 예상 가능한 능동·수동 안전 시스템을 갖췄다. 운전자 보조 시스템 전체에 첨단 센서 32개가 들어 있다. 카메라 14개, 초음파 센서 12개, 레이더 센서 5개, 고해상도 라이다 유닛 1개다.
 
미래 자율주행을 대비해서 여분의 전동식 파워스티어링용 예비 컨트롤러를 마련했다. 이 컨트롤러는 12개(자동차 조종에는 3개만 필요하다) 주소를 지정할 수 있는 전력 위상 전기모터가 특징이다. 시승차는 차로에서 혼다 시빅만큼 믿을 만하게 중앙을 유지하지는 않았다. 루시드는 동급 경쟁력과는 거리가 먼 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어 업데이트 문제일 뿐이라고 말한다.
 
 
제품 가치
오리지널 테슬라 모델 S를 평가할 때와 마찬가지로 이번에도 중고차 잔존가치 또는 소유 비용 평가에 대한 객관적인 자료는 없다. 전기차는 일반적으로 내연기관보다 유지관리 비용이 적게 들고 감가상각이 높다는 정보만 알 수 있을 뿐이다.
 
우리는 에어 그랜드 투어링 모델만 평가했지만, 작은 배터리 팩을 얹고 발밑 공간이 더 넓은 투어링 변형 모델에도 앉아봤다. 심사위원들은 480마력과 주행거리 654km인 기본 모델 에어 퓨어(2022년 중반 출시 예정)를 비롯해 전체 라인업을 고려했다. 소비자 가격은 7만7400달러(약 9160만 원)로 예상한다(세금 공제 후 7만 달러(약 8280만 원) 아래다.
 
메르세데스 E-클래스 상위 모델과 경쟁한다). 가격에 대해 많은 생각이 들었다. 최고로 좋은 에어 드림 P의 가격은 16만9000달러(약 1억9990만 원)인데, ‘단지’ 2.2배 가격으로 2.3배의 성능을 제공한다.
 
 
루시드 에어가 단번에 모든 심사위원의 마음을 사로잡지는 않았다. 여러 심사위원이 불길한 부분을 지적하며 우려를 제기했다. 루시드가 프로토타입에 드러난 사소한 문제를 해결하지 않으면, 브랜드와 자동차가 21세기의 터커나 쉐보레 베가로 역사에 남을 수도 있기 때문이다.
 
반면, 심사를 오래전부터 해온 심사위원 일부는 우리가 2013년에 상을 준 테슬라와 루시드 사이의 유사성을 강조해 우려를 누그러뜨렸다. 멀리 보면 전기차는 우리에게 익숙한 기존 자동차와 미래 모빌리티가 나아가야 할 길이다. 전기차가 나아가야 할 길은 지속적인 개선이다. 출중한 외모, 강한 성능, 기술 도약을 이룬 루시드 에어가 ‘<모터트렌드> 2022 올해의 차’에 뽑힌 이유다. 
 
 

 

(왼쪽부터) 직조 와이어 고정자, 자기저항 최적화 회전자, 내부에서 작동하는 디퍼렌셜 유닛

 

파워트레인 기술 심층분석

 
모두가 2022 루시드 에어의 1111마력이라는 큰 숫자에 마음을 뺏겼다. kg당 8.7마력과 kWh당 7.4km 같은 더 작은 숫자는 대량생산 전기차가 나아갈 길을 보여준다. kg당 8.7마력은 최고출력 670마력을 생성하고 무게 74kg인 드림 P의 구동계(전기모터, 감속기어, 통합 파워 인버터) 수치다. 대략 전력밀도가 테슬라의 3배다.
 
kWh당 7.4km는 에어 드림 에디션 R이 113kWh 배터리 팩으로 이룬 수치다. 질량 감소와 효율성 범위는 루시드의 (느리게 녹는) 효율의 일부일 뿐이다. 이 전기모터의 200마력 버전이 얼마나 작고 가벼울지 상상해보라. 주행거리 480km이고 kWh당 8~10km를 달성한 작고 가벼운 가족용 차에 들어가는 배터리의 kWh가 얼마나 적을지 생각해보라. 루시드의 기술이 향하는 지점이다.
 
완전한 루시드 구동계. 무게 74kg에 불과한 소형이지만 최고출력이 670마력까지 나온다
 
크기 줄인 구동계
혁신적인 새로운 형태의 사각 막대 코일은 고정자에 더 조밀한 자기장을 만들어낸다. 영구자석의 크기를 줄이고 회전자에 배치하는 방식을 개선해 루시드 에어의 전기모터는 테슬라 모델 3와 같은 자성 질량(대략 1.7kg)에서 20% 많은 자기저항 토크를 생성한다.
 
이런 모든 구성 덕분에 테슬라 모델 3보다 패키지 크기는 30% 작지만 출력은 더 크다. 구동 감속을 위해 유성 기어를 사용하면 공간이 더 줄어든다. 파워 인버터를 고정자에 직접 연결해 초소형 패키지를 완성한다. 
 
루시드와 공급업체가 함께 개발한 사각 단면 직조 회전자 와이어
 
직조 방식 코일
고정자의 출력과 효율성은 얼마나 많은 구리를 집어넣느냐에 달려 있다. 테슬라의 전기모터는 얇고 단면이 둥근 와이어를 빡빡하게 감아 사용한다. 쉐보레 볼트의 전기모터는 ‘헤어핀’ 사각 단면 구리를 쓴다. 작은 공간에 더 많은 구리를 넣어 효율을 높이지만, 무수히 많은 ‘헤어핀’ 때문에 수백 개의 결합 연결이 필요하다.
 
루시드는 와이어를 ‘직조’한 설계를 고안했다. 정사각형 단면 와이어 24개를 막대에 직조한 다음 고정자에 밀어 넣고, 24개 와이어 끝만 남긴 후 3상 전기 위상에 연결한다.
 
 
오일 냉각
구리 코일 다발을 압축한 강자성 금속은 수백 개의 얇고 평평한 금속판으로 구성된다. 루시드 엔지니어들은 코일 사이에 좁은 자기장 ‘데드 존’이 있어 자성 유동을 손상하지 않으면서 얇은 냉각 통로를 낼 수 있다고 판단했다. 이런 통로는 냉각 오일이 생겨난 곳(구리 안)에서 더 많은 열을 전달할 수 있다.
 
오일 흐름은 작은 구멍을 통해 통로를 빠져나가면서 구리 코일에 분사된다. 루시드에 따르면 이 시스템은 아주 잘 작동해서 내부 온도 센서가 필요하지 않다. 오일 온도 모니터링과 컴퓨터 모델링이 역할을 대신한다. 루시드는 전기모터의 고정자 코일과 냉각과 관련한 특허 여덟 개를 보유하고 있다.
 
간소화한 배터리 패키징/냉각
루시드의 배터리 팩은 테슬라 것과는 다소 다르다. 둘 다 원통형 배터리를 사용하지만, 테슬라는 측면에서 냉각하는 방식이라 복잡한 냉각 통로와 많은 열전도 접착제가 필요하다. 루시드는 방사형보다는 축 방향으로 더 많은 열을 내보낸다고 주장하며 셀을 바닥에서 냉각한다.
 
루시드의 배터리 모듈 케이스는 측면과 상단 박스를 포함하는 단일 사출 성형이고 모두 똑같은 전력 전도성 모선 막대를 캡슐화했다(루시드의 배터리 모듈 박스는 플라스틱 공학회로부터 상을 받았다). 테슬라는 17개 모선 막대를 사용한다. 일단 셀이 팩에 자리를 잡으면 설치한 냉각판에 열전도 접착제를 얇게 바르고 모듈을 닫는다.
 
다른 데 쓰는 가늘고 둥근 와이어보다 저항이 낮은 와이어 리본을 이용해서 로봇은 셀을 모선 막대에 연결한다. 낮은 저항은 곧 열 발생도 적다는 뜻이다. 루시드는 에어 드림 P에 일반 와이어를 적용하면, 최고출력으로 달릴 때 열관리를 해도 출력이 100마력 정도 감소한다고 판단한다. 배터리 모듈은 어두운 공장에서도 로봇이 조립할 수 있다고 루시드는 설명한다. 접착제로 채우지 않아서 생산 비용이 저렴하고 무게도 줄어든다.
 
루시드의 양방향 전력 제어 분더박스는 에어가 20분 충전으로 480km를 달릴 수 있는 DC 고속 충전 비결이다
 
놀라운 분더박스
루시드 내부에서 분더박스라고 부르는 전력 제어기는 전면 전력 유닛 바로 뒤에 자리 잡고 방화벽이 달려 있다. DC 고속충전 전류도 수용하는 19.2kW 양방향 충전기도 통합했다. 구형 DC 고속 충전기에서 들어오는 400V 전력을 에어의 900V 작동 전압으로 업그레이드한다. 배터리 팩의 900V를 400V로 낮추는 DC-DC 컨버터도 포함돼 있다.
 
덕분에 내장 히터(실내 또는 배터리 조절 용도)를 효율적으로 작동하거나 다른 사람의 전기차를 충전할 수도 있다. 박스는 정면충돌 때 에너지를 분산하는 역할도 한다.

 

 

 

 

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CREDIT

EDITOR : 프랭크 마커스PHOTO : 렌즈 디만댈

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