전기차 전용 타이어란, 전용 타이어가 필요한 이유, 개발 현황

전기차 전용 타이어

전기차 전용 타이어란 전기차의 특성에 맞춰 개발된 타이어이다. 전기차 전용 타이어가 필요한 이유는 대형 배터리를 탑재해 무거워진 전기차를 지지하고, 주행 시 발생하는 소음을 억제하고, 전기차의 강한 힘을 받쳐줄 수 있어야 하기 때문이다. 미쉐린, 브리지스톤, 한국타이어 등 국내외 타이어 업체에서 전기차 타이어를 계속적으로 개발 및 출시하고 있다.

전기차 전용 타이어란

전기차는 일반 내연기관차와 다르게 배터리를 장착하고 있기 때문에 높은 중량과 적은 소음 등의 특징을 가지고 있다. 또한 최대 토크가 매우 크기 때문에 전기차에 일반 타이어를 장착해 주행을 하면 안정성이 떨어질 위험이 있고, 타이어의 마모가 심해질 수 있다. 그래서 전기차 전용 타이어는 이러한 전기차의 특성에 맞춰 타이어의 마모를 줄이고 노면 소음을 줄일 수 있는 방향으로 특수하게 제작해 출시된 타이어를 말한다. 이에 대해서 아래에서 더 구체적으로 알아보자.

전기차 전용 타이어가 필요한 이유: 전기차 타이어에 필요한 성능

1. (중량) 전기차는 대형 배터리를 탑재하기 때문에 같은 크기의 엔진 차량에 비해 중량이 크기 때문에 전용 타이어가 필요하다. 어떤 차종을 불문하고 무게를 지지하는 것이 중요하다. 그러나 그 중에서도 전기차에 장착되는 타이어는 전기차의 큰 중량을 견뎌낼 수 있어야 하며, 제동력이 좋아야 한다. 또한 감속 또는 가속, 곡선 주행 시 자동차를 지지해 조종 안정성을 유지하는 성능이 요구된다.
2. (소음) 두 번째로 필요한 전기차 타이어의 성능은 소음을 억제하는 성능이다. 엔진을 장착하지 않은 전기차는 내연기관차에 비해 소음이 적게 발생한다. 또한 내연기관차에서는 엔진소리에 의해 주행 중의 풍절음, 노면음이 상쇄되는 경향이 있는데 조용한 전기차는 이러한 소음이 들리기 쉽다. 실제 내연기관차에서 발생하는 소음 중 엔진에 의해 발생하는 소음이 40~50%, 노면 소음이 약 20~30%를 차지한다고 한다. 반면 전기차는 모터 소음이 10~20%, 풍절음이 약 30%, 노면 소음이 30~40%를 차지하고 있다. 따라서 고속 주행에 의해 발생하는 노이즈를 줄이기 위해 타이어 업체에서는 소음을 최대한 경감할 수 있는 타이어 패턴에 관한 연구 개발을 계속적으로 하고 있다. 이로써 전기차 전용의 트레드 패턴을 사용하거나, 타이어 고무 성분이나 컴파운드 조정 등을 하고 있는 것이다.
3. (구동력) 전기차의 모터는 순간 토크가 매우 크다. 따라서 이 차량에 장착되는 타이어는 도로와의 접지력이 높아야 한다. 그러나 이때 타이어에 가해지는 충격이 크고, 이 충격에 의해 내구력이 감소되기 쉽고(마모되기 쉽고), 수명도 짧아진다. 따라서 이러한 전기차의 구동력에 적합한 전용 타이어가 필요한 것이다.
4. (주행저항) 주행저항(drive resistance)은 자동차가 주행 시 노면으로부터 받는 저항의 총합이다. 이러한 주행저항이 주행가능거리에 미치는 영향은 내연기관차에서는 20% 내외인데, 전기차에서는 30% 내외로 상당히 커진다. 따라서 노면과 주행저항의 그립력 사이에서 적절한 밸런스를 맞출 수 있는 타이어를 장착하는 것이 전기차의 주행가능거리를 늘리는 데 좋다. 이를 위해 전기차 전용 타이어는 지름이 커 노면에 접지했을 때 변형을 억제하여 구르기 쉬워지고, 굵기가 가늘어 타이어 본체가 받는 공기 저항을 적게 만든다.

전기차 전용 타이어 개발 현황

1. 미쉐린이 개발한 전기차 전용 타이어로는 Pilot Sport EV가 있다. 여름용 타이어이며, 전기차의 강한 출력에 맞는 트레드 패턴과 소재를 사용하고 있다. 또한 젖은 노면 접지력이 우수하고, 소음 발생을 줄였다.
2. 브리지스톤은 2030년까지 전체 타이어의 90% 이상을 전기차 전용으로 생산할 계획을 밝히고 있다. 현재는 세아트의 CUPRA Born에 회전저항을 30%으로 한 전용 타이어를 공급하고 있고, 피스커 오션에도 공급을 예정하고 있다. 브리지스톤은 올로직(ologic) 기술을 통해 155mm 폭의 19인치 휠에 46 psi 공기압을 설정해 제동성능을 10% 높이고, 회전저항 역시 30% 감소시키고 있다.
3. 피렐리는 현재 Pirelli P Zero 타이어를 테슬라 모델3 전용으로 개발해 공급하고 있다. 피렐리의 EV 타이어는 전기차에 특수하게 요구되는 성능인 높은 중량, 높은 토크에 맞춰 개발된 것으로, 핸들링 안정성을 높이고 회전저항을 낮췄으며, 핸들링과 그립을 개선하기 위한 트레드 패턴을 적용하고 있다. 또한 PNCS 기술을 적용해 소음 발생을 줄이고, Pirelli Elect 기술로 전비를 높이고 있다.
4. 콘티넨탈은 현재 테슬라, 폭스바겐, 벤츠 등 여러 전기차 제조사에 자사 타이어를 공급하고 있다. 콘티넨탈 EV 타이어는 에너지 효율성을 높이고, 주행거리를 늘리고, 일반 타이어에 비해 핸들링 안정성을 높인다. 또한 회전저항을 최소화하여 에너지 소비를 줄이고 연비를 향상시킨다. 구체적으로, Green Chilli 2.0 고무 혼합물을 사용하는 EcoContact 6으로 회전저항을 낮추고(30%), 타이어의 특수한 폼이 도로 진동을 흡수하는 ContiSilent 기술을 통해 외부소음을 줄이고 있다.
5. 굿이어는 2021년 젖은 노면, 마른 노면에서 모두 주행성능이 우수한 사계절용 타이어 'ElectricDrive GT'를 출시했다. 이 타이어는 Sound Comfort Technology 기술이 반영되어 소음도 감소시킬 수 있다.
6. 금호타이어는 크루젠 HP71, 마제스티9 솔루스 TA91, 엑스타 PS71 등의 전기차 전용 타이어를 기아 EV6에 공급하고 있다. 이 타이어는 K-silent system 기술을 적용한 폴리우레탄 폼 재질의 흡음재를 탑재해서 도로가 타이어에 닿을 때 발생하는 공명음을 감소시킨다. 또한 전기차의 강한 힘에 대응할 수 있고, 회전저항이 낮다.
7. 넥센타이어는 아이오닉6와 EV6에 엔페라 스포츠EV와 엔페라 AU7 EV 타이어를 공급한다. 이 타이어는 제동력과 접지력이 극대화되어 있으며, 타이어 패턴 블록을 최적화하고 흡음 기술을 적용해 소음 및 공명음을 감소시킬 수 있다.
8. 한국타이어는 아이온 에보, 키너지, 벤투스 등의 전기차 타이어를 아우디 e-트론, Q4 e-트론, 포르쉐 타이칸, 폭스바겐 ID.4 등에 공급하고 있다. 이 타이어들의 특징은 HEM(Hankook Electric Mobility) 기술을 활용해 회전저항을 최소화하고 노면 소음을 줄일 수 있는 트렌드 패턴을 적용하고, 접지력을 높이고 있다. 특히 한국타이어는 최근 세계 최초로 '아이온(iON)'이라는 전기차 전용 타이어 브랜드 라인을 출시하였다. 현재 판매되고 있는 제품으로는 아이온 evo, 아이온 evo AS, 아이온 윈터 모델 등이 있다. 이 타이어들은 Sound Absorber Technology 기술로 주행 중 발생할 수 있는 소음을 감소시키고, Knurling 기술로 트래드 패턴 소음을 최소화해 정숙성을 제공한다. 또한 그립력을 향상시키고, EV Contour 기술을 적용해 강성을 20~25% 높여 접지 능력을 향상시켰다. 뿐만 아니라 높은 농도의 실리카와 친환경 소재를 결합해 회전저항을 줄여 연비를 향상시킨다.