전 세계 전기차 판매 1위, 테슬라 모델3

강홍구, 2021년 01월 18일

테슬라(Tesla) 로고

테슬라 모델3(Tesla Model 3)는 전 세계에서 가장 많이 판매된 전기자동차입니다. 테슬라(Tesla) 자동차는 “안 타본 사람은 있어도 한 번만 타본 사람은 없다”는 최고의 전기자동차입니다. 테슬라 모델3는 미국 프리미엄 자동차 시장에서 2018년 말 이후에 판매량 1위를 차지했고, 2020년 1분기에 캘리포니아주에서 판매량 1위를 차지하기도 했습니다. 테슬라 모델3는 컴팩트 세단 전기자동차로서, 한국에서도 2020년 기준 가장 많이 팔린 전기자동차입니다.

슈퍼카 못지 않은 성능

테슬라 모델3 (Tesla Model 3)테슬라 모델3는 슈퍼카 못지않은 뛰어난 주행 성능을 자랑합니다. 모델3 퍼포먼스 트림은 낮아진 서스펜션, 20인치 퍼포먼스 휠, 듀얼 모터 전자식 4륜구동(AWD) 등을 탑재하였습니다. 테슬라 모델3는 완전충전 상태에서 최대 415km까지 주행할 수 있습니다. 최고속도는 시속 261㎞이고 정지 상태에서 시속 100㎞까지는 3.4초 만에 도달할 수 있습니다. 운전석에 있는 태블릿 형태의 디스플레이를 사용하여 스포츠모드로 적용하면 마치 로켓처럼 쏘아 날아가는 짜릿한 기분을 경험할 수 있습니다. 전륜과 후륜에는 각각 강력한 전기모터를 설치하여 4륜 스포츠카로 변신하며, 스포츠모드로 적용된 스티어링휠도 엄청난 성능을 자랑합니다. 묵직하게 잡아주는 섀시는 무게 중심이 아래에 있어서, 엔진을 사용하는 내연기관 자동차와는 차원이 다른 코너링도 구사할 수 있습니다. 단, 스포츠모드에서 배터리 소비량은 어마어마한 수준으로 높기 때문에 주의해야 합니다. 사이드미러는 운전석에서 사각지대가 있어서 다소 불편한 것도 사실입니다. 하지만, 주행 성능과 안정감이 뛰어나 차선변경 시에도 충돌이 예상되면 스스로 차선을 변경하여 멈추는 장점이 있습니다. 모델3는 손잡이 굵은 부분을 눌러서 당기는 방식이며, 카드키를 B필러에 대면 문이 열리는 구조입니다. 카드키를 센터콘솔 부분에 가져다 대면 전원이 켜지며, 15인치 대형 LCD에서 모든 조작을 쉽게 할 수 있습니다. 이 화면에는 주행하면서 보는 주변 환경이 그래픽 처리되어 90%의 높은 정확도로 운전자에게 제공됩니다. 12개의 360도 초음파 거리탐지 센서와 최대 170m까지 감지하는 1개의 전방 레이더, 8대의 전후방 및 측면 카메라를 통하여 주변의 사물을 인식하기 때문입니다. 테슬라 모델3는 미국 도로교통안전국(NHTSA)의 역대 테스트 자동차 중에서 최저 부상 확률을 기록했습니다. 모든 카테고리에서 안전 등급을 획득했고, 유럽 신차 평가 프로그램(Euro NCAP)과 호주 신차 평가 프로그램(ANCAP)에서 별 5개의 등급을 받은 바 있습니다.

테슬라 오토파일럿

테슬라 오토파일럿(AutoPilot)테슬라 모델3의 가장 큰 장점은 자율주행 보조 시스템인 오토파일럿(AutoPilot)입니다. 오토파일럿은 차량 간 거리와 속도 조절이 가능하고, 차선을 유지 및 변경할 수 있습니다. 실선과 점선을 구분하고, 방향 지시등을 켜면 교통 정보를 분석하여 거리와 속도도 알아서 조절할 수 있습니다. 테슬라는 무선 업데이트가 가능해서 내비게이트 온 오토파일럿(NOA) 기능도 추가하였습니다. 이 기능은 고속도로와 자동차 전용도로에서 활성화되어 앞에서 주행 중인 차량을 1차선으로 추월하며, 진출입로에 맞게 차선을 변경할 수도 있습니다. 단, 자동 차선변경 기능은 운전자가 방향지시등을 켜서 작동하거나 차량 스스로 차선을 변경하도록 설정해야 합니다. 오토파일럿 시스템 작동 후에 스티어링 휠에서 손을 떼면 90km/h 정속주행 기준으로 평균 37~40초가 지나고 나서 알림이 울립니다. 이 알림을 무시하게 되면 오토스티어링이 해제될 수 있습니다. 한번 해제된 오토스티어링 시스템은 차량을 완전히 정차하고 변속레버를 P로 설정해야만 다시 활성화할 수 있습니다.

테슬라 모델3는 운전자에게 초음파 센서와 GPS에서 제공하는 데이터를 사용해서 차량을 조종하고, 직각 주차 공간과 일렬주차 공간에 주차하는 아주 편리한 자동주차 시스템을 지원하고 있습니다. 트래픽 어웨어 크루즈 컨트롤은 전방 카메라와 레이더 센서를 이용해서 동일 차선에서 전방에 차량이 있는지 판단해주는 기능입니다. 차량을 감지하면 선행 차량과 시간 기반 간격을 유지하여 최대 지정 속도까지 속도를 줄이도록 설계되어 있습니다. 운전자는 이런 편리한 기능을 사용하더라도 전방 도로를 항시 주시해야 하고, 필요한 경우 수동으로 브레이크를 밟아주어야 합니다. 이를 기반으로 하는 오토스티어는 지정 속도에서 정속 주행하여 지능적으로 주행 차로를 유지하는 기능도 있습니다. 모델3의 카메라와 센서 및 초음파 센서를 사용해서 차선 표시, 차량, 사물을 감지하여 보조하는 것을 지원하고 있습니다.

테슬라 모델3는 완전한 자율주행 차량이 아닌 반자율주행 차량입니다. 자동차의 속도를 자동으로 유지하고 운전대를 조정해주는 보조 시스템 정도라고 보아야 합니다. 만약 문제가 발생하면 운전자가 직접 운전대를 조정하거나 브레이크를 밟아서 오토파일럿 모드를 해제하고 스스로 통제해야 합니다. 그럼에도 사람들이 테슬라 자동차에 열광하는 이유는 비교적 저렴한 가격과 첨단 기술의 집합체인 오토파일럿 기능으로 운전자에게 쾌적하고 보다 편안한 운전을 도와주기 때문이 아닐까요?

배터리 충전, 이제 어렵지 않아요

테슬라의 18650과 21700 원통형 배터리

엔진으로 움직이는 내연기관 자동차와 달리 순수 전기자동차인 테슬라 모델3는 차체 바닥에 배터리가 깔려 있어서 하늘을 나는 양탄자와 같은 느낌을 주고 있다고 합니다. 전기자동차에 있어서 배터리는 마치 떼려야 뗄 수 없는 심장과도 같습니다. 전기자동차의 핵심은 원가의 40%~50%를 차지하는 배터리 가격에 있습니다. 배터리 가격을 낮추면 전기자동차의 원가가 낮아지기 때문에 전기자동차 제조사들이 경쟁적으로 배터리 기술을 연구개발하고 있습니다. 테슬라의 모델3에는 기가팩토리(Giga Factory)에서 생산하는 길이 70mm, 지름 21mm의 원통형 21700 배터리를 적용했습니다. 이 원통형 배터리는 가장 오래된 방식으로 기술이 검증되어 있습니다. 또, 비교적 충전 횟수가 적고 무겁다는 단점이 있지만, 가격이 저렴하여 수급이 안정되어 있다는 장점도 있습니다. 기존의 테슬라 모델S에 사용되는 18650 배터리와 달리 모델3의 21700 배터리는 생산원가는 큰 차이가 없지만, 18650 배터리의 3,000mA 전류량보다 약 2배 정도 더 많은 5,750~6,000mA 전류량을 자랑합니다. 결국 21700 배터리는 기존의 18650 배터리보다 에너지 용량을 35% 정도 더 늘려서 에너지 밀도와 원가 경쟁력 모두 크게 향상했습니다.

배터리팩(battery pack)테슬라 모델3의 배터리들은 2줄씩 묶여 있으며, 배터리 사이에는 배터리를 식혀주는 냉각 시스템을 적용하였습니다. 슈퍼차저(Supercharger)로 고속 충전을 하면 반드시 작동되는 시스템입니다. 이러한 배터리팩은 차체 바닥에 깔려 있으며, 총 7,000개의 배터리셀로 구성되어 있습니다. 차량 앞쪽에 연결된 냉각장치는 외기에 의해 열을 식혀주고 식혀진 냉각수가 바로 배터리팩으로 가는 방식입니다. 테슬라가 제공하는 에너지 애플리케이션을 사용하면 운전자가 실시간으로 에너지 사용을 확인할 수도 있습니다. 평균 거리와 에너지 소비 데이터는 예상 주행 거리를 예측하는 데 사용되며, 이전 데이터 포인트의 에너지 소비를 그래프로 확인할 수 있습니다. 테슬라 모델3의 75kw 대용량 리튬이온 배터리는 전용 급속충전기를 사용하여 30분 만에 80%를 충전하고, 완속충전 상태에서 퍼포먼스 415km와 롱레인지 446km 거리의 주행이 가능합니다. 2020년 기준 한국의 테슬라 충전소는 슈퍼차저 32곳, 완속 충전소 200곳 등 이미 다양한 시설에 위치하고 있습니다.

테슬라 슈퍼차저 (Supercharger)테슬라 모델3의 충전 방식은 슈퍼차저(Supercharger), 월케넥터(Wall Connector), 공공 충전기 등의 방법이 있습니다. 주차 후 포스트의 커넥터 플러그를 차량에 연결하여 급속 충전하는 슈퍼차저는 플러그를 연결하여 차량의 충전 포트 LED가 녹색으로 점멸하면 충전을 시작할 수 있습니다. V3 슈퍼차저는 최대 250kW까지 충전 속도를 자랑합니다. 월커넥터는 테슬라 공식 홈페이지에서 65만원에 구입할 수 있고, 최대 4대의 월커넥터가 사용 가능 전력을 공유할 수도 있습니다. 마지막으로, 공공 충전기는 국내 안전(KC) 인증을 받은 차데모(CHAdeMO) 어댑터와 J1772 어댑터를 사용하여 충전하는 방법이 있습니다. 차데모 어댑터는 공공 급속 충전기 중에서 차데모 충전 규격을 지원하는 충전기에 한해서만 사용이 가능하고, 최대 50kW까지 충전할 수 있습니다. J1772 어댑터도 차데모 어댑터와 마찬가지로 완속충전기 중에서 호환하는 충전기에 한해서 사용 가능하며, 최대 16kW까지 충전이 가능합니다.

모델3의 뒤를 이어나갈 모델Y

테슬라 모델Y(Tesla Model Y)2020년 소형 SUV인 테슬라 모델Y(Tesla Model Y)가 중국 시장에 새롭게 등장했습니다. LG화학 배터리셀을 사용하는 모델3에 이어 두 번째로 탑재한 모델입니다. 모델Y는 모델3의 부품 중 75%를 그대로 사용하고 있다고 합니다. 모델Y는 모델3에 없는 히트펌프 기술을 사용하여 주행가능 거리를 늘렸고, 틴티드 글라스 2열 도어는 크롬 딜리트가 되어 더욱 매력적인 모델입니다. 전체적인 디자인은 모델3와 유사한 반면에 SUV 자동차답게 차체 높이를 높여 실내 공간이 더욱 넓어졌습니다. 모델3는 뒷자석에서 불편하게 무릎을 세우고 있어야 했지만, 모델Y는 5명이 넉넉하게 탈 수 있는 충분한 공간이 생겼습니다. 테슬라 모델Y는 그동안 비효율적이었던 전기저항 히터를 폐기하고 더욱 효율적인 열펌프로 전환했습니다. 열펌프는 모터에 의해 발생하는 열로 배터리의 온도를 유지하고 실내 온도를 높이는 역할을 합니다. 또한 지저분하고 복잡한 밸브 설계를 하나로 깔끔하게 만드는 옥토밸브(Octovalve)를 적용했습니다.

국내 시장과 전망

테슬라 모델3가 2020년 한국 전기자동차 시장을 독주했습니다. 국토교통부 신차 등록 데이터 분석 결과 테슬라 모델3가 11,003대를 팔아 1위를 차지했습니다. 이 기록은 승용 전기자동차에서 2위 코나(Kona) 8천대와 3위 니로(Niro) 3천대를 합쳐야 겨우 비슷한 수준의 판매량이 될 정도로 압도적인 수치입니다. 모델3는 2020년 7월에는 64대를 판매했지만, 8월에는 1,200대 이상 급증하기도 했습니다. 테슬라 모델3는 한국의 전기자동차 시장 베스트셀링카 1위를 차지하며 엄청난 인기를 끌었습니다. 한국에서 인기를 끌었던 가장 큰 이유는 가격이 저렴했고, 내연기관에 뒤처지지 않는 구동성능과 자율주행 및 1회 충전 시 주행거리 300km 이상 등의 조건을 갖추었기 때문입니다. 테슬라3는 국산 전기자동차 중 경쟁 모델이 없는 차급인 중형 세단이었던 점도 판매량 1위를 차지하는 데 한몫을 차지했습니다. 2019년 판매량 기준 미국의 친환경 전문매체인 클린테크니카(CleanTechnica)가 전 세계 상위 20개 모델을 분석했으며, 그 결과 테슬라의 제품은 모델3 30만 75대로 1위, 모델X 3만 9,497대로 11위, 모델S 2만 8,248대로 20위를 기록했습니다. 테슬라 모델별 판매량을 총합한 판매 비중은 모델3가 81.6%로 가장 큰 비중을 차지하고, 모델S와 모델X를 합쳐도 19.4%였습니다. 이후, 대안으로 등장한 것이 모델3의 뒤를 이을 모델Y입니다. 테슬라는 미국에서 모델Y를 판매하여 2020년 3분기에는 87억7100만 달러의 매출을 기록했습니다. 이는 중국 상하이에서 모델3 생산 계획을 확대하는 데에도 영향을 주고 있습니다.

이상으로 테슬라 모델3 전기자동차에 대해 이야기를 나누었습니다. 향후 테슬라의 전기자동차 판매 왕좌는 모델3의 뒤를 이을 모델Y가 되리라 생각됩니다. 모델3의 매력적인 오토파일럿 자율주행 기능은 앞으로 더 큰 발전이 기대됩니다. 많은 사람들이 테슬라의 전기자동차에 열광하는 만큼 앞으로 자율주행 기능을 가춘 전기자동차의 입지가 더욱 커지리라 생각합니다.