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가장 완벽한 기술력의 전가차, 테슬라 모델 3 퍼포먼스

작성자 | 운영자(admin)
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추천 : 0 | 조회 : 3420 | 댓글 : 2,570 | [2020-05-20] 08:43



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바야흐로 전기차 시대가 도래했다. 전기차 시장에 불을 지핀 것은 테슬라다. 하지만 전기차를 최초로 양산한 곳은 테슬라가 아니다. 애플의 스티브 잡스와 일론 머스크의 공통점을 찾아볼 수 있는 것은 그들이 시장을 개척한 최초의 인물은 아니지만 시장을 개척했다는 대중들의 인상과 더불어 시장을 형성한 인물들이라는 것이다.

 

테슬라의 데뷔작은 로드스터였다. 당시 테슬라의 기술력은 자동차 디자인의 기초라고 할 수 있는 섀시 설계나 기타 몇 가지 부분에 대한 기술은 부족했다. 테슬라는 이를 외부에서 설계된 자동차에 자신들의 전동 트레인 시스템을 이식하는 것으로 출발했다.

 

그리고 모델 S라는 모델을 선보였는데 테슬라가 전동 트레인에 최적화 된 섀시 디자인으로 최초로 양산된 모델이다. 프로토 타입 언베일링은 20094월에 이뤄졌으며 최초 드라이브는 2012년에 이뤄졌다.

 

당시 배터리 기술력의 한계로 60 모델부터 시작했으며 현재는 100KW/h가 조금 넘는 배터리를 장착한 100D 모델까지 시장에서 구입할 수 있다.




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테슬라는 전기차 시장의 리더로써 아주 독특한 방식을 사용한다. 강력한 모터의 냉각 기술을 통해 일반적인 후발 전기 자동차 업체들이 구현해내지 못하는 400KW 이상의 출력을 구현해 내고 있으며 배터리 매니지먼트 기술 역시 크게 앞서 있다. 이는 충전과 출력 소모에서 성능과 수명의 밸런스를 절묘하게 잡아내고 있다.

 

그래서 그들은 DC 방식이 아닌 AC 방식을 추구한다. 배터리 충전과 출력은 DC 방식이지만 그들은 AC로 변환하여 DC에 비해 더 높은 효율을 구현할 수 있다고 설명한다. 실제 테슬라의 회생 제동 시스템을 통해 얻을 수 있는 전력량은 대단하다.

 

테슬라의 강점을 꼽으라고 하면 사후 지원이다. 테슬라의 모델 S는 최장수 모델이다. 이제 몇 년 후면 10년 생산이라는 타이틀을 가지게 되는데 그들이 보통 양산 2년전에 언베일링을 한다는 사실을 기초로 한다면 현재 모델은 10년 이상 풀 체인지를 거치지 않고 생산된다는 것은 기정 사실화 할 수 있다.




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얼굴을 바꾸고 몇몇 하드웨어에 마이너 업데이트가 이뤄지지만 대부분은 소프트웨어 지원을 통해서 기능이 향상되고 있으며 오래된 MCU의 경우 미국에서 2,500달러의 비용으로 최신 모델로 업그레이드 할 수 있다.

 

MCU는 테슬라의 자동차 제어와 엔터테인먼트 네비게이션 등을 통합적으로 관리하는 시스템을 일컫는다.

 

그렇다면 테슬라가 갖는 파괴력이란 무엇인가?

 

테슬라는 파워 트레인의 전동화 작업을 통해 트랜스미션을 없애버렸다. 개솔린이나 디젤의 경우 점화나 착화 방식에 의해 실린더 내에 폭발을 유도해 피스톤을 움직인다. 필연적으로 점화나 착화 타이밍으로 인해 고회전을 유도하는 것은 무척 어렵다. 개솔린의 경우 처음부터 하이캠 형태로 디자인된 캠-샤프트와 수퍼 옥탄가를 가진 연료를 통해 고회전에 대응할 수 있지만 하이-테크이며 엄청난 연료 소모는 피할 길이 없다.




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결국 트랜스미션은 필수적이다. 오토 미션의 경우 토크 컨버터와 매뉴얼과 다른 독창적인 기어 디자인을 통해 30년 전에 오토 미션을 채용한 자동차와 비교할 수 없을 만큼 뛰어난 승차감과 기어 연결감을 가졌지만 변속기에 대한 이질감을 완전히 없애지 못하고 있다.

 

테슬라는 트랜스미션이 없기 때문에 상대적으로 에너지 소모가 없으며 정차시 에너지 소모가 없다. 트랜스미션이 필요 없는 이유는 260KM/h에 이르는 최고속까지 대응 가능할 만큼 모터의 압도적인 회전수가 나오기 때문이다.

 

물론 이런 특성상 100KM/h가 넘는 경우 모터가 요구하는 전류량은 엄청나다. 그래서 전비가 급격히 떨어진다는 단점을 가지지만 그럼에도 불구하고 장점은 아주 많다.




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트랜스미션이 없기 때문에 이에 대한 메인터넌스가 아예 필요 없다는 것이다. 그리고 순간적으로 급가속이 필요할 때 퀵-다운-쉬프트가 없기 때문에 순간적인 엔진 고회전과 기어 연결에 의한 토크 스티어가 발생하지 않아 보다 안정적인 순간 가속력을 얻는다. 사고 위험을 크게 줄일 수 있다는 것과 비가 오는 날이거나 눈이 오는 날 위험을 줄일 수 있다.

 

모터 회전 방식이며 모든 것을 전자 회로를 기초로 움직이기 때문에 트랙션 컨트롤에 있어 화석 연료 자동차의 차동 기어 제어 방식과는 근본적으로 비교 자체가 안 된다. 무엇보다 이런 효율은 단순히 트랙션 컨트을 넘어 자율 주행 시대에 엄청난 차이를 만들어 낸다.




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최근 독일의 V사가 자신들의 미래 자동차 산업에 100% 전동화 작업을 선언한 것도 이 때문이다.

 

대단히 지능적이며 엄청난 스펙을 담고 있지만 파워 트레인이 모터와 드라이브 샤프트에 가까운 차동 기어, 배터리 그리고 이를 컨트롤 하는 하드웨어와 소프트웨어면 끝난다. 무엇보다 AWD4WD라고 불리는 시스템도 별도의 구동축 없이 듀얼 모터 방식으로 독립적으로 토크를 제어할 수 있기 때문에 미래엔 지금의 AWD 기술을 원시적이라고 부를지 모른다.

 

이 모든 것이 소프트웨어를 통해서 업데이트 가능해 테슬라의 전기차는 과거 화석 연료 자동차를 바꿔야만 얻을 수 있는 성능을 공짜로 얻게 될 가능성이 높다는 것이다. 지난 수년간의 사례에서 전비 상승과 가속 성능이 공짜로 향상 되었으며 모델3의 경우 ABS 제어 역시 소프트웨어적으로 이뤄져 제동 성능까지 소프트웨어적으로 향상 시켜냈다.




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테슬라에 대해서 이야기 하려면 페이지가 부족하다. 다음에 보다 자세히 이야기를 하자.

 

운영자는 최근에 모델 3 퍼포먼스 차량을 시승했다. 테슬라의 협조로 23일이라는 시간 동안 무려 1,350KM를 주행했다. 개인적으로 제대로 파악하지 않으면 성이 안 풀리기에 서울에서 전라북도 마이산을 향했고 그곳에서 함양, 지리산 노고단, 그리고 군산과 담양, 그리고 몇 곳을 더 거쳐 서울로 돌아왔다. 물론 서울 도심에서도 타이트하게 테스를 했다.

 

모델 3 퍼포먼스는 0-100KM/h까지 3.4초라는 경이로운 가속 능력을 갖추고 있다. 미국 테슬라 페이지에는 3.2초라고 나와 있는데 그건 0-60mph0-96KM/h이다. 4KM/h에 대한 마진을 0.2초로 잡은 것이다. 최고속은 261KM/h에 이르며 기본적으로 듀얼 모터에 의한 AWD 구동이다.




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소비자 가격은 7,360만원으로 현재 국내에서 이와 같은 폭발적인 가속 성능을 가진 자동차를 같은 가격대에 구입할 수 있는 방법은 없다. 하물며 지역에 따라 2,000만원에 가까운 보조금과 등록비 일부를 보조 받을 수 있고 공영 주차당 50% 할인, 자동차 세금 113만원 수준, 고속도로 통행료 50% 혜택과 올해 여름까지 테슬라 수퍼 차져를 통핸 무료 충전까지 감안한다면 구매력은 솟구친다.

 

더 놀라운 것은 심야 시간에 J1772 어댑터를 통해 아파트나 충전 시설이 갖춰진 주택에서 완속 충전할 경우 5천원 내/외에 완충이 가능하다는 것이다.




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그렇다면 3.4초라는 수치가 가지는 의미가 무엇일까? 디젤은 물리적으로 개솔린에 비해 낮은 회전수와 높은 토크로 인해 고성능 자동차가 되긴 어렵다. 또한 개솔린이라도 엔진 회전수가 높아야 한다. 그 이유는 변속에 의한 시간 손실이 일어나기 때문이다. 그래서 보통 3초대의 0-100KM/h 가속 성능을 가진 자동차들은 2단에서 100KM/h의 속도가 나올 수 있도록 기어비를 셋팅한다.

 

대표적인 메이커가 포르쉐에 카레라 911이다.

 

하지만 고성능 아니 다른 단어로 수퍼카라고 칭하는 자동차에서 3초대가 허용되는데 이들 자동차는 무척 까다로운 메인터넌스 문제를 안고 있다. 이를테면 고옥탄가의 고급 휘발유를 주유해야 하는 문제와 고성능 엔진 오일을 사용해야 한다는 것이다.




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또한 달리기 위해 디자인된 자동차이기 때문에 엔진의 미미 구조나 배기량 증대 또는 고압 터빈 사용 그에 따른 내구성 문제를 초래할 수 있다. 흔히 배기량이 증가하면서 실런더 개수도 늘어나는데 V6V8이 대표적인 케이스이다.

 

하지만 테슬라 모델 3 퍼포먼스는 이런 메인터넌스 비용을 전혀 생각하지 않아도 된다. 그냥 아무 곳에서나 전기를 충전하면 되며 엔진 오일도 교환할 필요도 없으며 현재는 디퍼런셜 기어에 대한 오일 교환에 대한 필요성도 대두되지 않는다.

 

차량 가격도 합리적이지만 장기적인 메인터넌스에 있어서 비용이 제로에 가깝다는 이야기이다.




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그렇다면 모델 3 퍼포먼스의 이점은 무엇이 또 있을까? 이상적인 무게 배분이 가능하다는 것이다. 일반적인 화석 연료 자동차에서 가장 큰 문제는 엔진이다. 가장 무거우며 보통 운전석 앞쪽에 존재한다는 것이다. V6의 경우 뱅크각이 V890도에 비해 좁기 때문에 무게 중심이 높다. 그런 의미에서 보통 수퍼카는 V8 엔진을 많이 사용한다.

 

포르쉐가 박서 엔진이라고 불리는 수평대향 엔진을 사용하는 것도 여기에 있다.

 

하지만 모델 3 퍼포먼스에서 가장 많은 무게를 차지하는 것은 배터리이며 이 배터리는 모두 의자 아래 바닥에 깔려 있다. 배터리는 모델 S18650 배터리에서 21700 배터리로 변경해 사용하고 있다. 크기는 21700이 더욱 크지만 에너지 저장 능력은 거의 2배에 가까워 배터리 경량화를 이뤄냈다. 물론 전체적인 경량화를 통해 무게를 줄이 전비는 모델 S에 비해 앞선다.




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그리고 앞/뒤로 배치된 모터를 통해 더욱 이상적인 무게 배분을 갖추고 있다.

 

이를 통해 모델 3 퍼포먼스는 경이로울 만큼 민첩한 핸들링을 갖추고 있다. 테슬라가 수퍼카의 교과서로 불리는 자동차 메이커의 마법과 같은 튜닝은 없지만 물리적인 문제로 수퍼카들을 뒤쫓을만한 운동 성능을 갖추고 있는 것은 누구도 부인하지 못한다.

 

실제 테스트 드라이빙에서 앞머리는 믿기 힘들 정도로 민첩하게 움직인다. 이는 급격한 코너링에서 이상적인 성능과 재미를 가져다 줬다.

 

서스펜션의 경우 모델 S의 에어-서스펜션과 달리 코일 방식이다. 상대적으로 도로 노면을 잘 읽어내며 나쁘게 이야기 하면 도로를 타는 느낌이다. 압도적인 승차감은 아니지만 그렇다고 이질감이 느껴지지도 않는다. 서스펜션의 코일과 쇼크-업져버가 3.4초에 이르는 100KM/h까지의 가속 능력을 버텨주며 이를 감안하면 경이로운 수준이다.




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하지만 마법과 같은 셋팅은 없다. 하지만 차량의 구조에 따른 기본기가 워낙 좋기 때문에 많은 이들이 모델 3 퍼포먼스를 시승한다면 눈물을 흘릴 수 밖에 없을 것이다.

 

가속 능력과 스포츠 성능은 엄지를 치켜 올려 세울 수 밖에 없다. 그렇기 때문일까? 제동 능력은 아쉬운 부분이 있다. 제동 능력과 관련하여선 전기차와 일반적인 화석 연료 자동차와 다른 것이 딱 1가지 밖에 없는데 회생 제동 시스템이 브레이킹을 도와준다는 것.

 

승차감을 제외한 성능에선 상위 모델인 모델 S를 필적하고 있지만 브레이킹 능력에서는 다소 부족하다. 무엇보다 250KM/h에 이르는 고속 상태에서 급격한 브레이킹을 요구하면 이러한 느낌을 받을 수 있다. 하지만 이마저도 굳이 단점을 꼽아야 한다면 꼽을 수 있는 한 가지에 지나지 않는다.

 

모델 3 퍼포먼스에는 일론 머스크가 생각한 모든 것이 담겨 있다. 그가 모터 스포츠의 광팬이었고 파가니 페이팔 시절 파가니 존다의 차량을 구입할 만큼 매니악한 면이 있다는 것을 안다면 그가 가지고 있는 자동차 설계에 대한 철학이 대단하다는 것을 알 수 있다.




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루프는 글라스에 의해 커버되어 있으며 실내에는 버튼이 존재하지 않는다. 위급 상황에서 이를 재빨리 상대에게 표시할 수 있는 비상등도 실내등이 존재하는 루프쪽 콘솔로 보내버렸다. 그리고 모델 S에선 오토-파일럿을 위한 레버가 따로 존재했었으나 모델 3 퍼포먼스에선 기어 컬럼과 공유한다.

 

이것을 어떻게 두려움 없이 적용했을까? 의아했지만 누구도 생각하지 못한 생각을 가장 먼저 적용했다.

 

모든 버튼을 없앤 대신 모든 조작은 중앙에 자리한 15인치 LCD 터치 모니터를 통해 조작할 수 있다. 사이드 미러의 조정이나 스티어링 휠을 틸팅도 모니터와 스티어링 휠에 부착된 휠로 움직인다.

 

문의 개폐도 버튼 하나로 전동식으로 개방된다.

 

실내는 미니멀리즘을 연상케 하는 수준을 넘어 여기에 쉽게 적응하지 못할 만큼 무엇이 없다. 하지만 디터 람스가 이렇게 얘기했지 Less but better.

 

부분적으로 살펴보면 미래의 자동차 디자인이 가져올 문화를 5년에서 10년 이상 앞당긴 느낌이다. 테슬라의 모델 3 퍼포먼스 인테리어 디자인의 영향은 독일의 M사에도 끼치게 되었다. 최근 공개된 그들의 플래그쉽 럭셔리 세단의 인테리어를 보면 모델 3 퍼포먼스를 연상하게 할 정도이다.




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이런 시스템에 적응하는덴 단 하루면 족했다. 여기에 적응해 버리면 버튼이 정신 없이 널려 있는 자동차가 원시시대의 유물인 것처럼 느껴질 정도다. 또한 일론 머스크는 이 대형 모니터의 효율성도 극대화시켰다.

 

수 많은 게임을 모델 3 퍼포먼스의 스티어링 휠과 연동하여 즐길 수 있고 유튜브와 넷플릭스를 즐길 수 있다. 그야말로 모델 3 퍼포먼스가 갈 수 있는 그 어디든 영화관이 되는 셈이다.

 

또한 프리미엄 사운드를 위한 디자인도 잊지 않았다.

 

하이파이 시스템에서 가장 중요한 것은 셋팅이다. 때론 드라이버의 성능 보단 On-Axis에 놓여야 할 구조적인 셋팅이 더욱 중요하다. 일론 머스크는 여기에 대한 이해가 아주 풍부하다. 모델 3 퍼포먼스의 트위터는 A-필러쪽 45도에 가까운 위치에 운전석과 조수석을 향하게 셋팅되어 있다.

 

또한 미드레인지의 경우 A-필러쪽 루프의 시작점에 두어 운전석과 조수석이 미드레인지의 재생 주파수의 지향성 내에 들어 갈 수 있도록 디자인해 두었다. 이를 통해 동급 어떤 차종에서도 경험하지 못한 아주 넓은 사운드 스테이지와 심도를 제공한다.

 

최신 모델 S에 적용된 카오디오와 비교해서도 재생음의 개방감은 한수 위다. 하지만 다소 아쉬운 것은 중역과 중고역의 밀도감이 조금 더 촘촘했더라면 어땠을까? 그랬다면 모델 S의 카오디오 시스템마저 능가했을 것이라는 조금의 아쉬움은 남았다.



 


<모델 3 퍼포먼스의 0-100 동영상>



공간을 가득 메우는 파워풀한 중저역과 저역은 기본이며 타사는 H사의 DSP를 가져와 음질을 향상시키지만 테슬라는 음악의 몰입도라는 소프트웨어를 제공하며 레벨에 따라 담백하거나 부드러운 음색으로 극적인 변화가 가능하다.

 

더욱 놀라운 것은 이 역시 소프트웨어를 통해 성능을 개선할 수 있다는 것으로 오늘의 리뷰보다 더 나은 성능을 기대할 수 있다. 실제 모델 S의 경우 소프트웨어를 통해 음질이 개선된 적이 있다.

 

모델 3 퍼포먼스는 수퍼카에서나 느낄 수 있었던 Fun하고 Cool하고 Sexy한 성능을 갖고 있다. 정말 이것에 대해 설명하는 것이 Sexy하지 않을 만큼 운전석에 앉아 악셀러레이터를 밟는 것 만으로 온몸으로 모든 것을 체감시켜 준다.

 

그런데 수퍼카에서 금기시 되어 왔던 유지비나 메인터넌스 비용 조차 합리적이다 못해 없다시피 할 정도이니 지구상에 모든 자동차 메이커가 두려워 할만 하다. 2010년 초에 테슬라가 모델 S를 발매할 당시 전기차는 시기 상조이며 불편한 점들에 대해서만 떠들었다.

 

하지만 지금은 어떤가? 모든 자동차 메이커가 전동화 흐름에 따르지 않으면 회사가 없어질 것이라고 경고하고 있다.

 

이를 반영하듯 지난 반년 동안의 테슬라 주가는 고공행진을 하고 있으며 코로나-19도 이를 막지 못할 만큼 무서운 상승세에 있다.

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