7년 만에 돌아온 수소차 '구원투수'···현대차 '넥쏘', 수소 기술의 현주소

'올곧은 신념의 결실' 2세대 넥쏘···"27녀간 수소 기술역 역사 상징"

유니크한 디자인, 보다 눈에 띄는 주행 성능···5분 충전에 720㎞까지

패밀리카나 레저용 차로도 활용···충전 인프라 해결할 '루트 플래너'

현대차는 18일 서울 메이필드호텔에서 열린 '테크토크'를 열고 디 올 뉴 넥쏘에 대해 설명했다. 사진=김다정 기자

"현대차가 지난 27년간 흔들림 없이 도전할 수 있었던 건 수소 가치에 대한 올곧은 신념 때문입니다. 후대에 더 나은 세상을 물려주기 위해 꼭 해야만 하는 일이라고 생각했습니다."

지난 18일 서울 메이필드호텔에서 열린 '디 올 뉴 넥쏘 테크토크'에서 만난 김호중 현대차 MLV프로젝트2팀 책임연구원은 신형 넥쏘를 한마디로 '올곧은 신념의 결실'이라고 정의했다. 지난 27년간 현대차가 한결같이 걸어온 수소 기술의 역사를 상징하는 모델이라는 것이다.

현대차는 1998년 수소 연구개발을 전담하는 조직을 신설하고 수소전기차(FCEV) 개발을 시작했다. 이후 2000년 미국의 연료전지 전문 업체 UTC파워와 6개월 간 공동 개발을 통해 수소차를 처음 선보였으며, 이후 2004년에는 독자 개발 스택을 탑재한 수소전기차를 개발했다.

그리고 2018년 3월, 현대차 최초의 수소차 전용 모델인 '넥쏘'가 세상에 나왔다. '수소차 판매량 1위' 넥쏘는 글로벌 수소차 대중화를 이끈 주역으로서 지난 7년간 시장에 많은 발자취를 남겼다.

이후 출시된 2세대 넥쏘는 수소차 '퍼스트무버'로서 수소 기술의 현주소를 보여준다. 외관 디자인과 편의사양뿐 아니라 눈에 보이지 않는 주행감성까지 7년 만에 칼을 갈고 돌아왔다.

특히 신형 넥쏘는 개발 과정에서 기존 고객들의 요구사항이 적극 반영됐다. "실내 디자인과 2열 공간 확보부터 동력 성능 개선, 최대 주행거리 확보, 충전 효율화, 편의사양 탑재까지 프리미엄 상품성을 확보하기 위해 많은 노력을 들였다"는 게 김 책임연구원의 설명이다.

현대차 수소 기술의 집합체···진짜 변화는 주행·동력 성능부터

이전 세대와 확연히 달라진 유니크한 디자인이 단번에 눈에 띄지만 넥쏘의 진짜 변화는 '주행 성능'에 있다. 현대차가 27년 동안 쌓아온 수소차 기술의 집합체다.

신형 넥쏘는 150kW급의 전동모터를 적용하고, 수소전기차의 심장이라 할 수 있는 수소연료전지 스택의 출력을 94kW로, 고전압배터리의 출력은 80kW로 키워 0km/h부터 100km/h까지 7.8초만에 도달하는 동력성능을 갖췄다.

기존 넥쏘에는 모터·인버터 일체형에 감속기가 추가되는 '2 in 1+감속기' 구조를 적용한 반면, 신형 넥쏘에선 모터·인버터뿐 아니라 감속기까지 하나의 패키지로 구성되는 '3 in 1' 일체형 구조의 PE시스템을 설계했다. 그 결과 PE 시스템 사이즈를 줄여 차량의 실내 공간을 확보할 수 있었다.

여기에 모터의 경우 효율을 개선하는 동시에 오일 직접 냉각 방식을 채택해 고속 운전 중에도 높은 가속 성능을 유지할 수 있도록 개발됐다.

전성배 수소전기차성능시험팀 책임연구원은 "기존 113kW였던 모터 출력은 고전압 배터리와 연료 전지 시스템 출력 증대, 신규 인버터와의 조합을 통해 150kW까지 향상됐다"며 "모터의 고속화 설계를 통해 감속비를 7.98에서 10.657로 증대시킴으로써 휠토크를 약 20% 가량 상승시켰다"고 설명했다.

이어 "신형 넥소는 배터리 출력이 증대됨에 따라 에너지원 호환성을 담당하는 BHDC 설계변경을 통해 출력이 상향 설계됐다"며 "그만큼 더 큰 전력을 모터에 공급할 수 있게 돼 결과적으로 차량의 가속·동력 성능까지 개선되는 효과를 가져왔다"고 덧붙였다.

기존 넥쏘에 없던 '스포츠 모드'는 신형 넥쏘의 주행 상품성 개선을 단적으로 보여준다. 가속 페달을 동일하게 조작할 때 에코 모드 대비 스포츠 모드에서는 더 빠른 토크 응답 속도와 강한 토크를 경험할 수 있다. 여기에 눈길 등판 성능이 개선된 '스노우 모드'도 탑재됐다.

현대자동차가 3일 오전 경기 고양시 킨텍스 제1전시장에서 열린 2025서울모빌리티쇼 프레스데이에서 수소전기차 넥쏘의 완전변경 모델인 '디 올 뉴 넥쏘'를 세계 최초로 공개하고 있다. 사진=강민석 기자 [e-mail]

수소 저장탱크는 고성능 복합소재를 적용해 수소 저장량을 6.69kg까지 증대시켰다. 이를 통해 넥쏘는 단 5분 내외의 짧은 충전시간만으로 최대 720km에 달하는 승용 수소 전기차 세계 최고 수준의 1회 충전 주행가능 거리를 달성했다.

현대차의 수소차 1회 충전 주행거리는 2014년 투싼ix 퓨어셀(415㎞)에서 1세대 넥쏘(690㎞)를 거쳐 이번 신형 넥쏘에서 크게 개선됐다. 이는 3 in 1 PE 시스템 적용과 함께 차량 요구 출력에 따라 연료 전지 스택과 고전압 배터리 간 전력 분배를 최적화하는 제어기술이 적용된 결과다. 이를 통해 연비도 기존 대비 약 11.8% 개선됐다.

이조영 수소전기차성능시험팀 책임연구원은 "배터리가 모터 구동에 더욱 적극적으로 개입할 수 있게 되면서 가속 성능이 개선됐고, 회생 제동을 더 많이 받을 수 있게 돼 더욱 효율적인 주행이 가능하다"고 말했다.

7년 간의 기술 진보···'루트플래너' 충전 인프라 문제 해결할까

2세대 넥쏘는 7년 만에 출시된 만큼 그동안 진보된 현대차의 소비자 편의사양도 대거 탑재됐다. 개발 단계부터 패밀리카나 레저 활동용 차량으로서 활용도를 염두에 두고 만든 결과물이다.

특히 신형 넥쏘에서는 수소차 보급에 앞장서는 현대차의 세심한 배려도 느껴진다. '충전소 인프라 부족'이 수소차 대중화를 가로막는 상황에서 실사용자들의 목소리에 귀를 기울여 수소차 전용 '루트 플래너'를 개발한 대목이다.

루트플래너는 현재 수소 잔여량으로 목적지까지 도달하기 어려울 경우 충전소를 포함한 경로로 안내하는 시스템이다. 장거리 이동시 더이상 충전소 앱에 접속하거나 전화로 확인하는 불편함 없이 바로 사용할 수 있는 충전소와 그에 맞는 최적의 루트를 추천받을 수 있다.

탐색 정확성의 의문이 있을 수도 있지만, "충전소 운영시간·충전기 가동상태·대기 차량 현황 등 실시간 정보를 반영해 안내하고, 주기적으로 5분마다 재탐색해 어떤 상황에서도 고객이 불편하지 않도록 여러 시나리오를 고민해 개발했다"는 것이 정현준 MLV프로젝트2팀 연구원의 설명이다.

현대자동차가 3일 오전 경기 고양시 킨텍스 제1전시장에서 열린 2025서울모빌리티쇼 프레스데이에서 수소전기차 넥쏘의 완전변경 모델인 '디 올 뉴 넥쏘'를 세계 최초로 공개하고 있다. 사진=강민석 기자 [e-mail]

수소차는 움직이는 청정 발전소로서 최대 3.68kW 출력을 활용할 수 있는 실내외 V2L 기능이 탑재됐다. 충전된 수소를 활용해 만들어 낼 수 있는 전력량은 최대 110kW 수준으로, 전기차보다 월등히 긴 사용시간을 확보했다. 이는 서울시 일반 가구 월 평균 소비 전력량의 약 40% 수준이다.

정 연구원은 "실제 V2L의 경우 별도 커넥터 없이 220V 콘센트를 직접 꽂을 수 있어 야외 활동시 전기차 대비 더욱 편리하게 사용할 수 있다"며 "가용 시간은 수소 잔량·공조·차량 부하 등을 고려해 실시간 산출돼 디스플레이에 표시된다"고 말했다.