전기車 구조적 특징...공기흡입구ㆍ머플러 부재

  지난 3월 31일, 미국 테슬라(TESLA)社의 보급형 전기자동차 모델인 모델3(Model 3)가 공개되었다. 공개된 차량 가격은 3만5천달러로 한화로 약 4,000만원 수준이다.

  전기자동차의 경우, 정부와 지자체에서 보조금이 나오기 때문에 현 보조금 수준이 유지된다면 대략 2,000만원 대에 구입이 가능할 것으로 판단되어 모델3가 전기자동차 대중화를 선도할 것이라는 견해가 지배적이다.

  대중화에 대한 기대가 커진 것은 가격 요인 뿐만 아니라, 테슬라 전기자동차의 주행 성능도 일반 전기자동차 대비 우수하기 때문이다. 일반 전기자동차의 경우 완충전 후 150km 정도 주행 가능하지만 테슬라의 전기자동차는 평균 450km를 달릴 수 있는 성능을 갖고 있다.

  2017년 말부터 양산 예정인 모델3은 공개 후 일주일간 32만5천대 이상이 예약되었는데 연간 생산대수 등의 제약으로 지금 계약하더라도 출고 시까지 몇 년을 기다려야 한다. 충전 인프라 등 제반 조건을 고려할 때 전기자동차의 구체적인 대중화 시기를 논하기는 사실 어렵지만 전기자동차가 기존의 자동차 패러다임을 변화시킬 것이라는 점은 부정할 수 없다.

  이번에 공개된 모델3의 외관에서 눈에 띄는 점은 바로 공기 흡입구와 머플러(배기계)가 없다는 것이다. 동력원으로 배터리와 모터를 사용하는 전기자동차는 엔진과 같은 내연기관을 사용하지 않기에 머플러가 필요하지 않다. F1(Formula 1) 경기에서 마치 고막을 찍을 듯 소음을 내며 달리는 질주의 향연은 전기자동차에서는 기대할 수 없다. F1 경주차가 높은 소음을 내는 것은 엔진이 고출력이기 때문이기도 하지만, 극한 속도를 내기 위해 구동과 관련 없는 머플러를 장착하지 않았기 때문이다.

  하지만 일반 도심에서 주행하는 자동차는 소음을 줄이기 위해 머플러를 장착한다. 만약 거리의 차들이 머플러를 장착하지 않고 다닌다고 한다면, 도심에서의 소음을 생각하는 것 조차도 끔찍할 수준이다.

  자동차의 배기 계통은 배기다기관, 삼원 촉매 변환장치(Catalytic converter), 머플러 등으로 구성되는데 머플러는 고온 고압의 연소가스를 냉각시켜 외부로 배출시키며 배기 소음을 줄여주는 역할을 한다. 이를 위해 해당 차량에 적합하게 내부의 칸막이(Baffle) 수, 파이프 위치, 용량 등을 설계하여 제작한다.

  머플러는 대표적인 소모성 부품 중의 하나인데 대부분 부식에 의해서 수명을 다하게 된다. 부식의 원인은 고온의 배기가스가 통과하는 구조로 인해 열화에 위한 부식이 발생하거나 배기가스가 냉각될 때 생기는 내부 응축수에 의한 내부 부식, 동계 기간 중 겨울철 도로 결빙을 막기 위해 살포하는 염화칼슘 같은 제설재 등에 위한 외부 부식이 발생하기 때문이다.

  따라서 머플러의 재질은 내식성이 좋은 제품들이 사용되는데 아연도금강판, 알루미늄 도금강판 및 스테인리스강판 등이 그 대표적인 예이며, 고급 차종으로 갈수록 400 계열의 스테인리스 제품이 많이 채용되고 있다. 물론 아주 고가의 자동차나 오토바이 등에서는 타이타늄으로 제작된 머플러를 채용하기도 한다.

　포스코경영연구원 이종민 수석연구원