최근 많은 전기차가 쏟아져나오는 가운데, 메르세데스-벤츠가 자체 개발한 전기차 전용 아키텍처 ‘EVA2’를 기반으로 한 첫 번째 럭셔리 전기 SUV ‘EQS SUV’가 주목받고 있다.
국내 전기차 시장에 선보이는 최초의 대형 전기 SUV인 EQS SUV는 메르세데스-벤츠가 지금까지 선보였던 전기차 중 가장 크고 럭셔리하며 강력하고 안정적인 주행 성능을 자랑하는 모델이다. 역동적이면서도 공기역학적인 외관 디자인과 최대 7명이 탑승 가능한 넉넉한 공간감뿐 아니라, 아방가르드하고 럭셔리한 인테리어, 온·오프로드를 넘나드는 뛰어난 주행성능으로 럭셔리 전기 SUV의 선구자가 될 것으로 주목받고 있다.
이와 함께 EQS SUV의 전 라인업에는 엄격한 테스트를 거쳐 메르세데스-벤츠의 ‘무사고 주행(accident-free driving)’ 및 ‘실생활 안전성(Real-Life Safety)’ 철학에 부합하는 다양한 안전 기술이 집약되어 있다. 특히 배터리 안전장치부터, 차체 설계, 최첨단 주행보조 시스템과 안전 사양 등 메르세데스-벤츠만의 엄격한 안전 규정을 충족하고 전기 구동 모델에 최적화된 안전 기술이 탑재됐다.
더불어 메르세데스-벤츠 전기차에는 배터리를 포함해 전류가 흐르는 모든 부품에 대부분 법적으로 요구되는 수준을 뛰어넘는 엄격한 안전 표준이 적용되어, 배터리 안전성에 대한 운전자의 걱정을 줄였다.
EQS 450 4MATIC SUV와 EQS 580 4MATIC SUV에는 국내 인증 기준 1회 충전 시 각각 최대 459㎞와 447㎞ 주행이 가능한 107.1㎾h 용량의 최신 리튬 이온 배터리(최대 200㎾까지의 급속 충전을 지원 및 급속 충전 시 10%에서 80%까지 약 31분 안에 충전 가능)가 탑재되어 있다. 이와 함께 메르세데스-벤츠의 배터리 관리 소프트웨어가 탑재되어 배터리의 상태를 자세히 점검한다.
메르세데스-벤츠는 배터리의 과열과 과부하, 이물질 침투, 외부 물체가 배터리가 관통하는 상황 등 여러 상황에서 배터리 구동 시뮬레이션을 거치는 등 여러 테스트를 통해 배터리의 안전성을 강화했다. EQS SUV에 탑재된 배터리에는 일상적인 가동 상황 및 사고에 대비한 단계적 안전장치가 적용됐다.
배터리를 포함한 EQS SUV의 고전압 시스템은 온도, 전압 및 절연 상태 등을 끊임없이 모니터링하여 다양한 작동 상태에서 발생할 수 있는 과열 및 과부하 등의 위험과 오류를 선제적으로 감지하고 디스플레이에 표시하며, 고장이 감지되면 배터리를 차단한다.
또한, 사고 등의 위험에 처할 때 자동으로 전원이 꺼지고 배터리가 분리되며, 사고 심각성에 따라 고전압 시스템 차단 조치가 취해진다. 작동이 중단되는 경우, 배터리 외부의 고전압 시스템에 걸린 전압이 매우 짧은 시간 내에 안전 전압 이하로 낮춰지게 된다. 예를 들어, 상대적으로 가벼운 사고가 발생했을 경우 차량의 배터리 고전압 시스템을 다시 켤 수 있는 가역적 차단이 이뤄지지만, 차량이 더는 주행할 수 없는 심각한 사고 시에는 고전압 시스템이 비가역적으로 꺼진다. 비가역적 차단이 이뤄지면 수리하지 않는 이상 더는 활성화가 불가능하며, 부상을 유발할 수 있는 잔류 전압이 배터리 외부 고전압 시스템에서 다시 발생하지 않도록 하는 조치가 취해진다.
더불어 급속 충전기(DC 충전) 사용 시, 차량이 정지한 상태에서 충격이 감지되면 자동으로 충전 프로세스가 제한된다. 이 밖에도 비상시에 고전압 시스템을 수동으로 정지시킬 수 있는 여러 차단 포인트를 마련했다.
EQS SUV의 배터리는 탄탄한 프레임으로 둘러싸여 있으며 측면으로 돌출된 알루미늄 프로파일을 포함해 차체 하부의 충돌 방지 영역에 장착된다. 전면과 측면에 에너지 흡수 구조가 있는 하우징과 견고한 이중벽 베이스 플레이트가 모듈을 외부 충격으로부터 추가로 보호한다. 차량 프레임과 배터리 사이에는 벌집 형태(Honeycomb)의 변형 완충재(deformation element)를 더해 배터리에 가해지는 충격을 추가로 흡수할 수 있다. 반면, 배터리 하우징 자체는 매우 견고하며 상대적으로 변형이 거의 일어나지 않아 내부의 셀들이 손상되지 않도록 했다.
EQS SUV는 또한 메르세데스-벤츠의 엄격한 충돌 요건을 충족시킬 수 있도록 차체 구조를 설계했다. 프레스 경화 공법의 강철 부자재를 차체 구조에 지능적으로 통합하고, 차체 바닥에 고강도 강철로 만든 부자재를 적용해 안전성을 높였다. 또한 A 및 D 필러의 강재에 특수한 열처리를 진행하는 등의 방법을 통해 충돌 시 균열이 생기는 것을 방지하고자 했다.
EQS SUV의 전면부는 에너지를 최대한 고르게 흡수할 수 있도록 대형 차체 횡량(Crossmember)을 두 개의 세로 부재와 연결했다. 심각한 정면충돌 시 사고 위치에 따라 고강도 강철로 만들어진 2개의 세로 부재가 주된 충격 에너지를 흡수한다. 측면의 도어, 필러, 사이드 루프 프레임 및 사이드 실 등의 요소 또한, 측면 충돌 시 탑승객과 배터리를 안전하게 보호할 수 있도록 매우 견고한 구조로 제작되었다. 특히 사이드 실은 충돌 시 배터리 모듈 손상을 최소화할 수 있도록 알루미늄 프로파일을 더한 모노코크(monocoque) 디자인으로 제작됐다.
EQS SUV에는 메르세데스-벤츠의 첨단 주행 보조시스템 드라이빙 어시스턴스 패키지 플러스(Driving Assistance Package Plus), 탑승자 보호 시스템 프리-세이프(PRE-SAFE) 등의 안전 기술이 기본 사양으로 제공돼 편안하고 안전한 주행을 지원한다.
드라이빙 어시스턴스 패키지 플러스(Driving Assistance Package Plus)에는 ▲앞차와의 간격을 유지하며 자동 속도 조절, 제동 및 출발을 지원하는 액티브 디스턴스 어시스트 디스트로닉(Active Distance Assist DISTRONIC), ▲도로에 설치된 속도 제한 표지판을 인식해 자동으로 속도를 조정하는 액티브 속도 제한 어시스트(Active Speed Limit Assist), ▲하차 경고 기능이 포함된 액티브 사각지대 어시스트(Active Blind Spot Assist), ▲차량이 차선을 벗어나는 경우 조향을 제어하여 차량을 원래 차선으로 돌리거나 스티어링 휠 진동으로 경고하는 액티브 차선 이탈 방지 어시스트(Active Lane Keeping Assist), ▲운전자가 안전하게 차선을 변경할 수 있도록 도와주는 액티브 차선 변경 어시스트(Active Lane Change Assist) 등이 포함되었다.
프리-세이프(PRE-SAFE)는 주행 상황을 모니터링하고 사고가 임박한 위험 상황을 미리 감지하여 경고하며, 필요한 경우 스스로 예방조치를 통해 탑승자의 피해를 최소화한다. 급브레이크 또는 강한 오버스티어 및 언더스티어, 위험한 스티어링 조작 등의 사고 위험을 감지하면 시스템이 스스로 탑승자의 부상을 최소화하기 위해 선루프와 창문을 닫아주고, 탑승자의 좌석 위치를 바로잡아 에어백이 팽창하기 위한 최적의 상태로 맞춰주는 등 부상을 최소화하고 예방하기 위한 조처를 한다. 프리-세이프 임펄스 사이드(PRE-SAFE Impulse side)는 측면 충돌 감지 시 시트 사이드 볼스터를 부풀려 탑승자를 차량 중앙 쪽으로 밀어준다.
이 밖에도, 운전석과 조수석 에어백 외에도 운전석 무릎 에어백이 기본 탑재돼 심각한 정면충돌 시 스티어링 하부와 계기판 패널에 다리가 닿지 않도록 보호해준다. 특히, 측면 윈도 에어백은 A 필러부터 C 필러까지 앞좌석과 뒷좌석 창문 위로 커튼처럼 전개돼 탑승객의 측면 충돌까지 예방한다.
◆메르세데스-벤츠의 ‘무사고 주행’ & ‘실생활 안전성’ 원칙
메르세데스-벤츠는 ‘무사고 주행(accident-free driving)’이라는 비전을 실현하고자 안전의 아버지라 불리는 엔지니어 벨라 바레니를 영입한 1939년부터 지금까지 꾸준한 연구와 개발을 통해 사고 전후 운전자와 탑승자뿐 아니라 보행자까지 보호할 수 있는 수동적·능동적 안전 기술 개발에 앞장서 왔다.
메르세데스-벤츠는 모든 모델에 매우 높은 안전 기준을 적용하며, 메르세데스-벤츠 내부 안전 기준이 정부의 법적 요건을 초과하는 경우가 많다. 특히 충돌 관련 요건은 ‘실생활 안전성(Real-Life Safety)’의 철학에 부합해야 한다. 메르세데스-벤츠 내부의 사고 연구를 통해 도출된 결과가 개발 요건에 반영된다.
메르세데스-벤츠는 고전압 구동 시스템에 대한 깊은 경험을 바탕으로 특별한 안전 콘셉트를 탄생시켰다.
메르세데스-벤츠 순수 전기차의 안전성은 독일 진델핑겐(Sindelfingen)에 위치한 메르세데스-벤츠 자동차 안전 기술 센터(TFS, Technology Center for Vehicle Safety)에서 검증됐다. 지난 2016년 11월 완공된 자동차 안전 기술 센터는 세계에서 가장 뛰어난 충돌 테스트 센터로, 대형 전기 배터리를 장착한 프로토타입 등을 대상으로 극한의 충돌 조건에서 다양한 테스트가 실시됐다. 이 테스트 프로그램은 사고 직전의 상황, 차량과 차량이 충돌하는 상황 등 약 70개에 이르는 다양한 시험 환경 아래서 이뤄졌다. 메르세데스-벤츠는 이와 같은 충돌 테스트 및 시뮬레이션을 바탕으로 다음과 같이 다양한 조치를 취해 EQ 라인업의 안전성을 강화했다.
먼저, 메르세데스-벤츠는 수천 건의 사고 및 50년 이상의 관련 사고 연구를 바탕으로 전기차를 위한 프로텍션 존(Protection zones) 개념을 개발했다. 프로텍션 존은 차량을 외부영역(Outer zone)과 내부영역(Inner zone), 중심부(Core Zone) 세 가지 영역으로 구분해 보호하는 것이다. 충돌 및 손상의 심각도와 각 영역이 고전압 배터리 및 온보드 전기 시스템 등에 영향을 미치는 민감도에 따라 구성 요소의 변형 여부 및 자동 작동 중단 기능 등이 적용된다.
메르세데스-벤츠는 첫 전기차인 EQC 출시 전까지 유럽, 북미, 아시아 및 아프리카 4대륙에 걸쳐 수백만㎞에 이르는 테스트를 진행했다. 이는 전기 파워트레인, 배터리 및 모든 파워트레인 부품 간 상호 작용을 시험하는 500종 이상의 개별 테스트 항목으로 구성됐으며, 이 과정에서 약 200대에 달하는 프로토타입이 제작됐다.
특히, 전기 자동차로서 요구되는 요소에 주의를 기울여 테스트가 진행됐다. 예를 들어 매우 뜨거운 기후에서 배터리, 구동계, 제어 유닛 냉각뿐만 아니라 차량 에어컨, 충전 등의 측면을 위한 테스트가 이뤄졌다. 동시에 최저 온도 영하 35도에 이르는 겨울 혹한 테스트와 최고 온도 50도에 이르는 여름 혹서 테스트를 각 세 번씩 거치는 등 다양한 환경과 조건을 반영해 차량을 보강했다. 여기에 차량 주행 역학 및 승차감과 같은 고전적인 부분에서는 더욱 엄격한 테스트가 이뤄졌다. 이 과정은 부품, 모듈을 담당하는 특수 부서에서부터 테스트와 내구 테스트를 담당하는 부서에 이르기까지 수백 명의 엔지니어의 협력으로 성공적으로 진행될 수 있었다.
더불어 배터리를 포함해 전류가 흐르는 전기차의 모든 부품에는 엄격한 안전 표준이 적용됐으며, 차량에 적용된 기준의 대부분은 법적으로 요구되는 수준을 뛰어넘는다.
임의택 기자 (ferrari5@rpm9.com)
