SPA2 플랫폼에 800V 아키텍처...폴스타3는 E세그먼트 시장에 정면 승부를 걸다

'폴스타3'는 폴스타의 전략 차종이다. 도전적인 전기차 전용 브랜드, 폴스타의 엠블럼을 달고 있으면서도 정통 SUV에 가장 근접한 모습을 갖고 있다. 폴스타코리아는 그래서 이 차를 E세그먼트(중형) SUV라고 당당히 분류를 한다. 수입차 시장에서 생존 경쟁이 치열한 세그먼트에 뛰어들면서 굳이 '당당히'라는 수식어를 쓴 이유는 폴스타의 유사 세그먼트 '폴스타4' 때문이다. 

사실 폴스타3와 폴스타4는 같은 브랜드 아래에 있다는 것 말고는 연결성을 찾기가 모호한 차종이다. 

당장 전장과 전폭만 봐도 폴스타3는 4900/1970mm인데 반해 폴스타4는 4840/2010mm 이다. 전장과 전폭의 비례성이 전혀 없다. 전폭이 대체적으로 고정된 상태에서 세그먼트에 따라 전장이 길어지거나 짧아지는 게 일반적인데, 폴스타3와 4는 전장과 전폭이 비대칭적으로 움직인다. 

휠베이스도 마찬가지다. 폴스타3가 전장은 더 길지만 휠베이스는 2985mm로 폴스타4(2999mm) 보다 오히려 짧다. 

이 같은 제원의 비대칭성은 두 차의 혈통이 같지 않다는 것을 의미한다. 폴스타3와 폴스타4를 같은 선상에 놓고 비교할 수 없는 이유가 여기에 있다. 

두 차는 기본적으로 플랫폼이 다르다. 

폴스타3는 볼보자동차의 EX90과 같은 SPA2 플랫폼을 쓴다. 

폴스타4는 지리자동차 그룹의 공용 플랫폼인 SEA를 썼다. 이 플랫폼은 지커 브랜드의 다양한 차급에 더 많이 활용되고 있다. 

어떤 플랫폼의 완성도가 더 높은 지는 따지기가 어렵다. 다만 두 플랫폼의 성격에는 뚜렷한 차이가 있다. 볼보차의 SPA2 플랫폼은 안전성과 정숙성, 그리고 승차감에 방점이 가 있다. SEA는 EV 전용 플랫폼이라는 출발점에 맞게 성능과 효율을 더 높이 산다.

폴스타4가 스포츠 세단의 성격에 더 가까이 가 있다면, 폴스타3는 프리미엄 SUV를 추구한다. 폴스타3의 광고 영상에 오프로드를 달리는 장면이 등장하는 것도 바로 그 때문이다. 

지난 10일, (사)한국자동차전문기자협회(AWAK, 이하 협회)는 최근 출시된 ‘폴스타 3(Polestar 3)’에 대한 깊이 있는 이해를 구하기 위해 서울 강남구 폴스타 스페이스 서울에서 기술 세미나를 열었다. 

이 세미나에서 확인된 폴스타3의 특장점은 '800V 배터리 아키텍처와 개선된 배터리 냉각시스템', '비동기식, 동기식으로 배치한 전/후련의 구동 모터', '컨트롤 타워 기능을 가능케 한 코어시스템', '듀얼 챔버 밸브로 진동 대응력을 높이고 내구성을 키운 액티브 에어 서스펜션' 등을 꼽을 수 있었다. 

기술 설명에 나선 김종천 폴스타코리아 테크니션 오퍼레이터 매니저는 “폴스타 3의 가장 큰 변화는 기존 400V 시스템에서 800V 아키텍처로 전환한 점”이라며 “800V 시스템 적용과 함께 배터리와 전기 모터 등 파워트레인 전반에 걸쳐 개선이 이뤄졌다”고 설명했다.

전기차의 전압이 높아지면 가정용 전기를 100V에서 220V로 높였을 때 얻는 이점과 비슷한 효과를 얻는다. 같은 전력을 더 효율적으로 전달할 수 있고, 성능을 높일 수 있으며 충전 속도도 빠르게 할 수 있다. 

폴스타3가 출시 초기부터 800V 아키텍처를 쓴 것은 아니다. 폴스타코리아가 전략적으로 한국 출시를 늦추는 사이 첫 출시부터 800V 아키텍처를 바로 사용할 수 있게 됐다. 800V 아키텍처의 폴스타3는 최대 350kW의 충전 속도를 지원하며, 약 22분 만에 10%에서 80%까지 충전할 수 있다. 배터리의 냉각 시스템도 냉매 배선을 테두리에서 중앙으로 이동 배치하면서 효율과 안전성을 높였다. 

전륜과 후륜의 구동 모터는 비동기식과 동기식으로 달리해 쓰면서 민첩한 주행성과 효율 제고의 두 마리 토끼를 잡았다. 

폴스타3 모든 트림의 후륜 모터는 새롭게 개발된 영구자석 동기식 모터를 쓴다. 반면 듀얼 모터 및 퍼포먼스 트림에 들어가는 전륜 모터는 비동기식이다. 

원칙적으로는 동기식이 비동기식보다 효율이 높다. 그러나 후륜 기반의 자동차에서는 전륜 모터를 상황에 따라 정지시킬 수 있기 때문에 오히려 비동기식 모터로 효율을 더 높일 수 있는 역설이 작용한다. 이런 용도로 비동기식 모터를 전륜에 배치하면 종합 성과에서 전/후륜을 모두 동기식 모터를 쓰는 것 보다 효율이 높아진다.

폴스타3도 그 방식을 택했다. 덕분에 폴스타3는 후륜 중심의 출력과 50:50에 가까운 무게 배분을 얻어낼 수 있었다. 

SDV를 지향하는 폴스타3의 두뇌는 '코어시스템'으로 종합 컨트롤을 한다. 자동차는 일반 컴퓨터처럼 CPU에서 모든 것을 처리하도록 하기가 쉽지 않다. CPU는 갖고 있는 리소스보다 더 많은 부하가 한꺼번에 몰리면 제 기능을 발휘하지 못할 위험성을 안고 있다. 만약 자동차에 이런 상황이 발생한다면 안전을 위협하는 치명적 요인이 된다.  

따라서 자동차의 컴퓨터는 고유의 기능을 담당하는 ECU를 따로 두면서, 각 ECU를 통합 컨트롤 하는 방식으로 제어를 해야한다. 폴스타3는 '코어 시스템'이 그 역할을 수행한다. 코어시스템은 엔비디아 드라이브 AGX Orin 프로세서가 초당 약 254조 회의 연산을 수행하면서 차량 내 다양한 필수 시스템을 조율한다. 이 프로세서는 강력한 컴퓨팅 성능을 기반으로 첨단 안전 시스템과 배터리 성능, 각종 센서 데이터를 빠르고 지능적으로 제어한다.

폴스타3의 듀얼 모터와 퍼포먼스 트림에는 ZF CDC 듀얼 챔버 에어 서스펜션이 사용됐다.

이 서스펜션은 두 개의 챔버를 밸브로 조절할 수 있다. 차량 속도와 서스펜션 설정에 따라 듀얼 챔버 밸브를 열거나 닫아 스프링의 느낌을 다르게 한다. 즉 밸브를 비활성화 하면 두 개의 챔버가 모두 사용돼 부드러운 스프링의 느낌을 얻어 낼 수 있고, 밸브가 활성화 되면 한 개의 챔버가 닫혀 더 단단한 스프링 느낌을 만들어 낸다. 

또한 공기 압축 시스템도 개방형을 사용하기 때문에 에어 탱크의 내구성도 좋아졌다. 

한국자동차전문기자협회 주최로 마련된 이날 세미나에서 김세배 폴스타코리아 마케팅 커뮤니케이션 총괄 실장은 "폴스타3는 SUV의 핵심 요소는 그대로 유지하면서 폴스타만의 강인하고 날렵한 디자인을 구현했기 때문에 프리미엄 E세그먼트 전기 SUV를 찾는 소비자들에게 좋은 선택지가 될 것”이라고 밝혔다. /100c@osen.co.kr