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벤츠, 수소연료전지차 역사 25년…‘네카 1’→‘GLC F-CELL’까지

1994년 4월 유럽 최초의 수소연료전지차 ‘NECAR 1’ 공개
2017년 세계 최초 수소연료전지 플러그-인 하이브리드 ‘GLC F-CELL’

박용환 기자 (yhpark@ebn.co.kr)

등록 : 2019-04-16 13:25

▲ NECAR 1ⓒ메르세데스-벤츠 코리아

메르세데스-벤츠가 자사의 전기 구동화 전략을 이끄는 한 축인 수소연료전지차 개발이 올해로 25주년을 맞이했다.

벤츠는 지난 2017년 수소연료 및 배터리 기술을 플러그-인 하이브리드 형태로 결합한 세계 최초 수소연료전지 플러그-인 하이브리드 SUV인 GLC F-CELL 모델을 공개한 바 있다.

이로써 연료전지차는 벤츠의 파워트레인 전략의 한 축을 차지하게 됐다.

메르세데스-벤츠는 1994년 4월 13일 리서치 센터가 위치한 독일 울름(Ulm)에서 유럽 최초의 연료전지차 ‘NECAR(네카)’를 공개했다. ‘새로운 전기차(New Electric Car)’라는 뜻에서 붙여진 NECAR라는 이름은 이후 소개된 후속 개발 차량들과 구분하기 위해 ‘NECAR 1(네카 1)’으로 명명됐다.

NECAR 1은 메르세데스-벤츠 MB 100 밴 모델(Mercedes-Benz MB 100 van model)을 기반으로 제작됐고 1993년 12월부터 독일의 도로에서 운행을 시작했다.
▲ A-클래스 F-CELLⓒ메르세데스-벤츠 코리아

NECAR 1에는 50kW의 출력을 발휘하는 캐나다 발라드 파워 시스템사(Ballard Power Systems Inc.)의 연료전지 12개와 150리터의 압축가스 주입이 가능한 연료 탱크가 탑재됐다. 이를 통해 NECAR 1에 장착된 전기 모터는 최대 30kW 즉 41마력을 발휘했다. 최대 주행 거리와 속도는 각각 130km와 시속 90km에 달했다.

벤츠는 NECAR 1이 거둔 성과를 바탕으로 연료전지 시스템의 크기를 줄이는 등 경량화를 실현하고 효율성을 높이는 것을 목표로 이후 연료전지차 개발을 추진했다.

1996년 공개한 V-클래스 기반의 세계 최초의 연료전지 승용차 ‘NECAR 2(네카 2)’부터 2000년 선보인 ‘NECAR 5(네카 5)’까지 NECAR의 후속 모델들과 함께 1997년 최대 250km 주행에 성공한 연료전지 버스 ‘NEBUS(네버스)’ 등 다양한 연료전지 차량을 선보였다.

벤츠는 NECAR 테스트 차량을 통해 단계적으로 연료전지 시스템의 크기를 줄이는 한편 대량생산을 가능하게 하는 기술도 함께 발전시켰다.
▲ B-클래스 F-CELLⓒ메르세데스-벤츠 코리아

이러한 연구 결과를 바탕으로 2002년 A-클래스 롱 휠 베이스 버전의 차체 바닥에 콤팩트해진 연료전지 시스템을 장착한 연구용 차량을 개발했고 이와 함께 연료전지 차량에 ‘F-CELL'이라는 새 이름을 부여했다. ‘A-클래스 F-CELL(A-Class F-CELL)’은 이후 2004년 말부터 독일, 미국, 일본, 싱가포르에서 일상생활에서의 적합성을 입증하기 위해 장기간 실제 도로 주행 시험을 시작했다

벤츠는 2009년 8월 첫 번째 양산 수소연료전지차인 ‘B-클래스 F-CELL(B-Class F-CELL)’을 선보였고 같은 해 연말부터 소량 생산을 시작했다. B-클래스 F-CELL은 수소연료 전지를 동력 장치로 사용하는 최신형 전기 구동 시스템을 탑재해 높은 편의성과 안전성을 선사한 동시에 전기 모터의 힘으로 최고 출력 136마력과 최대 토크 29.8kg·m의 성능을 발휘했다.
▲ GLC F-CELLⓒ메르세데스-벤츠 코리아

수소를 3분만 충전하면 최대 400km 거리를 달리고 영하 25도에서도 작동하는 뛰어난 시능 능력을 겸비했다. 약 200여 대의 B-클래스 F-CELL이 유럽과 미국 소비자들에게 전달됐고 일반 승용차와 같은 환경에서 총 800만km 이상을 달리며 연료전지 기술이 충분히 실용적이며 안전하다는 것을 다시한번 입증했다.

벤츠는 현재까지 300대 이상의 연구용 차량 및 연료전지차량을 만들었다. 이 차량들을 통해 총 1800만km에 달하는 거리를 달리며 수소연료전지차 개발 관련 자료를 수집했다.

벤츠는 1994년 브랜드 최초의 수소연료전지차를 공개한 후 여러 세대에 걸친 연구를 진행하며 수소 기반 연료전지 자동차에 관한 경험을 쌓아 오다 지난 2017년 프랑크푸르트 모터쇼에서 ‘GLC F-CELL’을 공개한 것이다.
▲ GLC F-CELLⓒ메르세데스-벤츠 코리아

GLC F-CELL은 전체 시스템이 엔진룸 안에 들어갈 정도로 크기를 줄인 동시에 연료전지의 값을 높였던 백금 사용량을 90%까지 줄여 비용 문제도 해결했다. 4.4kg의 탱크에 수소를 채우는데 걸리는 시간은 단 3분으로 NEDC 기준 최대 약 430km까지 주행할 수 있다. 뿐만 아니라 대형 리튬이온 배터리를 사용해 전기 모드로 NEDC 기준 최대 51km까지 주행이 가능하다.

벤츠는 연료전지차를 포함한 다양한 접근법을 통해 2022년까지 총 130개의 다양한 전기 구동화 모델을 선보이는 것을 목표로 친환경 모빌리티를 구현해가고 있다.

앞으로 새롭게 선보일 EQ 브랜드 모델에 100억 유로 이상을, 배터리 생산 분야에 10억 유로 이상을 투자하고 있다.
▲ GLC F-CELLⓒ메르세데스-벤츠 코리아