자동차, 놀라운 다이어트 효과...세상에서 가장 가벼운 차와 무거운 차

GMC 허머 EV 공차 중량은 4톤(4110kg)을 넘어 자동차 가운데 가장 무거운 차 기록을 갖고 있다.

자동차를 가볍게 하는 건 완성차 업계의 오랜 숙제다. 같은 배기량의 차도 무게에 따라 성능 제원과 연료 효율성에 많은 차이가 난다. 자동차 무게를 100kg 줄이면 차량 연비가 10% 향상된다는 연구 결과도 있다.

연비뿐 아니라 중량과 비례해 효율성, 주행거리, 제동 성능, 서스펜션 등 섀시의 내구력과 조향 성능 등에 영향을 준다. 현대차 실측 자료에 따르면 1500kg 승용차 무게를 약 10% 줄였다고 했을 때 연비 3.8%, 가속 성능 8% 증가 효과를 볼 수 있다. 또 제동 거리는 5%, 배기가스 배출량은 2.5~8.8% 감소한다. 차체 내구 수명도 1.7배 늘어난다. 

에너지와 환경 이슈로 차량 연비가 제품 경쟁력을 좌우하는 주요한 요소가 되면서  완성차는 무게를 줄이기 위해 다양한 소재와 첨단 기술을 동원한다. 엔진에도 플라스틱을 사용하고 차체 강판을 고장력, 알루미늄, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 등으로 교체해 무게를 줄이기 위해 안간힘을 쓴다.

일반적으로 자동차 한 대에 쓰이는 4000m 길이의 배선을 줄이기 위해서도 첨단 기술이 동원된다.  특히 중량의 배터리를 탑재하는 전기차는 1회 충전으로 달릴 수 있는 거리와 직결되는 무게를 줄이기 위해 차량 내 통신 네트워크 시스템을 정밀화해 배선을 줄이고 있다. 

1500kg 승용차 무게를 약 10% 줄였을 때의 효과(현대자동차 제공)

차량의 크기에 따라 중량이 늘어나는 것은 당연한 일이다. 일반적인 내연기관 중형 세단의 공차 중량은 평균 1500kg, 같은 차급의 SUV는 1700kg 정도다. 그러나 비슷한 크기의 전기차 무게는 100kg에서 많게는 200kg까지 무거운 경우도 있다.

전기차 가운데 가장 무거운 것으로 알려진 GMC 허머 EV 공차 중량은 4톤(4110kg)을 넘는다. 리비안 R1T도 3톤(3220kg) 이상의 공차 중량을 갖고 있다. 포드 F-150 라이트닝의 공차 중량도 3톤(3152kg)을 넘는다. 이들 모델은 100kWh가 넘는 배터리 그리고 여러 개의 모터를 탑재하고 있다는 공통점이 있다.

롤스로이스 스펙터(2975kg), 메르세데스 벤츠 EQS(2824kg) 그리고 테슬라 모델 X 플레이드(2444kg)으로 공차 중량이 많은 전기차로 유명하다. 반면 미쓰비시 i-MiEV는 내연기관차보다 가벼운 1200kg에 불과하다. 폭스바겐  e-UP(1280kg), BMW i3(1440kg), 피아트 500e(1480kg) 등은 작은 크기라는 점을 감안해도 내연기관차 수준의 가벼운 무게를 갖고 있다.

내연기관 가운데 지금까지 가장 가벼운 차로 알려진 모델은 케이터햄 세븐 170이다. 84마력의 최고 출력을 발휘하는 3기통 엔진을 장착한 케이터햄 세븐 170의 무게는 440kg에 불과하다. GMC 허머 EV와 비교하면 무려 10배가량 가벼운 무게고 대배기량 이륜차와 비슷한 무게다.

공차중량 440kg으로 세계에서 가벼운 차로 알려진 케이터햄 세븐 170

가볍다고 우습게 볼 차는 아니다. 케이터햄 세븐 170은 84마력에 불과한 최고 출력으로 38kgf.m의 최대토크, 168km/h의 최고속, 6.9초에 불과한 가속력을 발휘한다. 삼륜차 모건 슈퍼 3(524kg), 에리얼 애텀 4(544kg) 그리고 가속력이 3초대에 불과한 스파르탄(550kg)도 대표적인 경량 모델로 꼽힌다.

공차 중량이 낮은 순위로 높은 목록을 차지한 대부분의 모델은 가벼운 소재를 사용한 작은 차체에 2인승 이하, 소량 생산의 한정판이라는 공통점을 갖고 있지만 대규모 완성차가 시도하는 경량화에 좋은 본보기가 되기도 한다.

한편 전문가들은 알루미늄과 같은 경량 소재 사용, 부품의 수를 줄이고 단순화 하는 것, 바이오 소재 등 일반화한 차체 구성품보다 전체 중량의 30%를 차지하는 배터리와 모터의 경량화 기술이 전기차의 제품 경쟁력이 될 것으로 보고 있다. 

김흥식 기자/reporter@autoherald.co.kr