전기차는 왜 공력휠을 사용할까?[공력휠의 개념, 특징, 적용사례]

 

자동차의 휠에 관하여[휠구조, 재료에따른 휠 분류, 디자인에 따른 휠구조]

 전기차(EV)에 주로 사용되는 공력휠(aerodynamic wheels)은 차량의 공기 저항을 줄이고 효율성을 높이기 위해 설계된 특별한 종류의 휠이다. 사실 내연기관에 비해 주행거리에 훨씬 더 민감하기에 일반적인 휠의 소재부터 구성가지 신경 써야 할부분이 압도적으로 많으며 재료는 주로 알로이라는 알루미늄 합금휠이나 탄소섬유를  주로 사용한다.

아이오닉5 카탈로그

심지어 휠의 인치에따라 주행거리가 30km 이상 차이 가나니 이러한 중요성은 더더욱 강조되고 있으며 더욱더 가볍게 만들기 위한 연구가 진행되고 있다.

공력휠의 특징

 공력휠은 일반적으로 부드럽고 매끄러운 표면을 가지고 있으며, 휠의 스포크나 휠 커버가 공기 흐름을 최적화하도록 설계되어 있다. 디자인에서는 공기 저항을 최소화하는 데 중점을 뿐만 아니라, 가볍고 강도가 높은 소재(예: 알루미늄 합금, 탄소 섬유 등)로 제작되어 차량의 무게를 줄이고 내구성을 높여야 하기에 전용휠의 양산성에 난항을 격고있는 부분이기도 하다 뿐만아니라, 휠의 공기역학적 성능을 더욱 향상하기 위해 일부 공력휠은 탈착식 커버가 장착되어 있으며, 커버는 공기의 난류를 줄이고 휠 주변의 공기 흐름을 원활하게 만드는 역할을 한다.

공력휠의 장점

 공력휠을 사용하면 차량의 공기 저항이 줄어들어 에너지 효율성이 증가한다. 하지만 이것이 내연기관차에서는 워낙 엔진의 에너지 변환율이 낮았기에 그렇게 메인터넌스인 이슈는 아니었지만(물론 연구자들에게는 중요했다), 전기차시대로 넘어오면서 주행 거리를 늘리는 데 중요한 역할을 하게 되었다. 심지어 공기역학적으로 최적화된 휠 디자인은 고속 주행 시 차량의 안정성을 높주기에 진동이 적은 전기차의 경우에는 NVH에 훨씬 더 영향을 많이 끼치게 되었다. 결국 공력휠을 제외한 다른 휠의 선택지가 없었다 정도로 이해하자

적용 사례

 실제로 많은 전기차 제조업체들은 공력휠을 다양한 모델에 적용하고 있다.

출처-현대자동차

 

대표적인 예로 테슬라(Tesla)의 모델 3과 모델 S, 그리고 현대 아이오닉 5(IONIQ 5) 등이 있습니다. 이러한 차량들은 공기역학적으로 최적화된 휠을 통해 주행 성능과 효율성을 극대화하고 있으며 최대한 경량화와 양산성을 높이려는 시도는 지속되고 있다.