테슬라 48V 아키텍처가 가져올 새로운 변화

테슬라 사이버트럭에 적용되는 48V 아키텍처

현재 테슬라에게 가장 관심이 쏠려 있는 모델은 당연히 사이버트럭일 것입니다. 순수한 알루미늄 합금으로 구성된 외관을 보고 있자면 과거 현재 사이에 사이버트럭만 미래로 들어와 있는 느낌을 받게 됩니다. 또한 기존의 EV 픽업트럭들을 압살 해버릴 뛰어난 사양은 벌써부터 많은 고객들의 관심을 불러일으키고 있습니다. 물론 레이저 윈실드나 사이드미러리스 같은 테슬라데이에 공개되었던 컨셉과 달라질 것이라는 소문은 조금 실망스러운 부분입니다. 
하지만 분명한 것은 테슬라는 이 새로운 EV 픽업트럭을 기존과 같은 시스템을 적용하지는 않을 전망입니다. 물론 이미 오랜 기간 공개되었던 탓에 엑소스켈레톤(Exoskeleton) 구조는 새롭다고 할 수 있는 부분은 아닙니다. 

30배의 초고경도 냉간압연을 적용한 스테인레스 스틸을 적용하였고, 초고강도 글라스 및 폴리머 복합소재를 이용하여 충격흡수 및 외부 충격에 대한 분산기능이 뛰어나 내구성을 향상 시켰습니다. 또한 최대 3,500파운드의 적재량과 후면 적재공간에 접근이 용이하게 설계된 디자인은 물론 에어서스펜션이 장착되어 각 방향 4인치 높이의 조정이 가능합니다. 게다가 이러한 거대한 외관에도 불구하고 뛰어난 성능을 확보하고 있습니다. 시속 60마일(=96.5km) 도달시간은 2.9초에 불가하고 1회 충전으로 500마일(=804.7km)을 주행할 수 있습니다. 
이런 말도 안되는 스펙을 자랑할 수 있는 기반에는 테슬라 연구진들의 노력이 숨어 있습니다. 이런 스펙 실현을 위해 새롭게 적용되는 48V 아키텍처 역시 그 노력의 산물이라고 하겠습니다. 
 

48V 아키텍처가 왜 필요하지?

기존의 내연기관차량 포함 EV 역시 내부 전기장치들의 전압은 12V를 이용해 왔습니다. 그런데 이런 시스템에서 오는 단점이 있습니다. 반대로 48V를 적용하면 어떤 점이 좋아질까요?
 
첫째로 48V를 사용하게 되면 높은 전력 효율을 얻을 수 있습니다.
전력(Electric power)은 단위시간당 전류가 할 수 있는 일의 양을 말하는데 단위로 와트(W)로 표시합니다. 또한 전력(P)은 전압과 전류의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 

P = VI   ( P:전력    V:전압   I:전류 ) 

따라서 동일한 전력을 얻는데 전압 값이 12V에서 48V로 승압되면 더 낮은 전류를 사용하게 되는 것입니다. 또는 동일한 전류값을 부여할 경우 더 높은 전력을 얻을 수 있기 때문에 높은 전력효율은 전기차의 주행거리를 늘리는데 도움을 줄 수 있게 됩니다. 

전선은 차량의 핏줄과 같다.

둘째는 전압이 높아지면 충전시스템을 효율적으로 이용할 수 있게 됩니다. 
전압이 높으면 충전속도를 더 빨리할 수 있고, 또한 충전 시 손실을 줄일 수 있기 때문에 EV 차량의 충전시간을 획기적으로 줄여줄 수 있습니다. 주위에서 스마트폰 충전기를 생각해 보시면 금방 이해가 되실 겁니다. 충전속도가 빠른 스마트폰 또는 충전기들이 지원하는 사양을 보면 상대적으로 고전압임을 확인할 수 있습니다. 
 
셋째는 동일전력을 사용한다고 가정 시 전류량이 낮아지기 때문에 전선의 굵기와 길이를 줄일 수 있습니다. 
더 높은 전압은 더 낮은 전류를 사용하게 하고 이는 전류 이동에 따른 열손실을 줄여주고 차량 내부에 사용되는 전선의 사양에도 관여하게 됩니다. 전선의 굵기와 길이가 낮아지면 더불어 차량의 중량 역시 감소시킬 수 있는 장점이 있습니다. 
 
넷째 전기차의 동력성능을 향상시킬 수 있습니다. 
높은 전압을 사용하게 되면 EV 내에 사용하는 모터나 인버터 등의 전자제어장치들의 성능을 향상 시커 더 높은 출력과 토크를 얻을 수 있습니다. 또한 더 낮은 전류값으로 구동되어 전기적인 안전성이 확보되는 부가적인 장점도 있습니다.
 

테슬라의 48V 아키텍처가 가져올 변화 

앞서 설명한 바와 같이 48V를 사용할 경우 얻을 수 있는 이점이 많습니다. 그러나 기존의 내연기관차량 및 EV차량들, 심지어 테슬라의 모델 3, S, Y, X까지도 적용되지 않았던 부분입니다. 따라서 사이버트럭에 48V 시스템을 적용하기 위해서는 새로운 개념의 전기장치들의 개발해야 한다는 과제가 있습니다. 10000여 개의 부품 중 전기를 사용하지 않는 부품을 찾아보기 힘들듯이 쉽지 않은 과정이 될 것입니다. 
하지만 확실한 것은 48V 아키텍처를 적용할 경우 한단계 업그레이드된 EV를 만날 수 있다는 점입니다. 테슬라는 이 부분을 확실히 알고 있습니다. 또한 다른 경쟁사와 달리 구동칩에서 배터리 그리고 모터와 인버터, 새시에 이르는 전방위적 수직계열화 된 회사란 점입니다. 그 말은 자체적인 설계와 생산이 가능한 부품이 많다는 의미이고 이는 다른 경쟁사들보다 48V 시스템을 적용할 수 있는 환경적 우위에 있다는 의미입니다. 그렇기 때문에 테슬라는 할 수 있고, 그 결과 과거 우리가 봐왔듯이 새로운 EV 전장의 기준이 될 것이라고 생각합니다.