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[성능 비교] 내연기관용 타이어 vs 전기차용 타이어 (금호 엑스타 EV PS71)

2023-10-16 오후 2:55:43
시험에 앞서
전기차들은 입문형이라도 내연 기관 승용차 대비 빠른 가속 성능을 가진다. 다수의 소비자들이 이용하는 현대 아이오닉 시리즈, 기아 EV 시리즈, 테슬라를 비롯해 다양한 수입 브랜드들이 내놓은 차들도 대부분 빠른 가속력을 자랑한다.

이처럼 빠른 가속이 가능한 것은 발진 초기부터 강한 토크가 나오는 모터 특성에 있는데, 이처럼 강한 힘을 안정적으로 노면에 전달하려면 타이어가 충분한 성능(그립)을 가져야 한다. 그러나 무작정 그립을 높이면 저항 값이 커져 주행 가능 거리가 짧아지는 문제를 만난다. 초고성능 전기차들은 성능이 우선이나 일상 주행을 목적에 두는 전기차들이 성능을 추구하기 위해 주행거리까지 포기하기는 어렵다. 그래서 전기차용 타이어 개발에는 저항을 줄이면서 성능을 높이는 기술이 많이 녹아든다. 일상용 모델에서 많이 사용되는 4계절용 전기차 타이어들이 이런 특성을 가진다.

전기차 특유의 여유로운 가속 성능, 그러나 배터리 적재로 늘어난 무게 때문에 코너링 성능이 좋지 않다. 일부 차종은 늘어난 무게와 부드러운 서스펜션의 조합으로 일부 주행 조건에서 불안한 모습도 보인다. 같은 이유로 안정적인 성능, 또는 고성능 전기차를 보유한 소비자들이 여러가지 성능을 보강한 여름용 전기차 타이어를 사용한다.

이번에 시험하는 타이어는 금호의 전기차 전용 제품인데 엑스타(Ecsta) EV PS71이란 모델이다. 엑스타 PS71은 오래 전 시장에 나온 금호의 입문형 여름용(스포트) 타이어다. 동급 모델로는 한국 타이어의 벤투스 V12 Evo2, 브리지스톤 포텐자 RE004, 콘티넨탈 맥스콘택6(MC6) 등이 있다. 그러나 과거 우리가 시험·평가한 결과 동급 제품 대비 성능이 좋지 않았다. 그런 선입견 때문인지 전기차 전용 타이어인 EV PS71에 대한 기대감도 낮았는데, 이 타이어는 유럽 시장용으로 개발됐다. 우리와 달리 종합(Dry & Wet) 성능과 핸들링을 중시하는 시장이다. 그렇다면 기대감이 달라지는데?

전기차 타이어인 EV PS71의 성능 비교를 위해 먼저 시장에 나온 (내연 기관차용) PS71과 성능을 비교해 보자.

테스트가 끝난 후 우리는 둘 중 하나의 결과를 얻게 될 것이다.

첫 번째 : 동급 모델 대비 성능이 아쉽던 PS71의 성능을 EV PS71이 대폭 뛰어 타사의 스포트 타이어를 위협할 수준이 되는 것.

두 번째 : 기존 PS71 보다 못한 성능으로 4계절 전기차 전용 타이어 보다 조금 나은 성능을 보여주며 마무리 되는 것.

상상은 금물. 테스트 이전까지 아무것도 알 수 없다.

시험 준비
시험차는 시장에서 인기를 끌고 있는 테슬라 모델3이며 스탠다드 버전이다. 타이어 규격은 235 / 45 R18 로 정했다. 공기압은 테슬라가 권장하는 42psi다.

테스트카 : 테슬라 모델3 STD.
테스트 장소 : 자동차안전연구원
테스트 환경 : 마른 노면, 젖은 노면

타이어 무게 및 트레드 홈 깊이

시험에 앞서 무게를 확인했다. 그 결과 전기차 전용 EV PS71이 약 100g 가량 무거운 것으로 나왔다. 트레드 홈 깊이에서도 차이가 났는데, EV전용이 약 100g 가량 무거웠다. 특이 사항으로 타이어 내부에 폼(foam)이 사용되지 않았는데, 정숙성 보다 성능을 위한 선택일 가능성이 있다.


트레드 홈도 확인 했는데, EV PS71이 각 부위별 평균 0.5mm 가량 적은 트레드 홈을 가진 것으로 나왔다. 앞서 EV용 타이어가 조금 더 무거운 무게를 가졌는데, 트레드 홈 깊이가 얕다는 것으로 볼 때, 내구 구조 강성을 높이기 위해 무게가 늘었을 가능성이 있다.
물론 가격이 비싼 최고급 타이어들은 경량화를 추구하면서도 강성을 높일 수 있다. 그러나 적정 가격 수준의 타이어에서 경량화까지 노리기는 어렵다. 자동차로 얘기해 볼까? 수천만원대 프리미엄 모델에서는 경량화를 위해 값비싼 카본이나 알루미늄 소재를 자유롭게 활용할 수 있다. 반면 대중 차에서는 원가 상승을 이유로 고급 경량화 소재를 사용하기 어렵다. 타이어도 제품에 따라 가격 차이가 커지는데, 이처럼 눈에 보이지 않는 소재가 하나의 이유가 된다.

타이어 패턴 부위별 경도

패턴의 부드러움을 볼 수 있는 경도를 보자. 부드러움과 단단함을 통해 타이어의 성격과 마모도 예상해 볼 수 있다. 매번 같은 공식이 적용되는 것은 아니지만 부드러운 패턴을 가진 타이어는 마른 노면 성능이 좋은 한편 마모 성능에서 불리한 경우가 있다. 반면 단단한 패턴은 일부 성능이 떨어져도 내마모성이 좋을 때가 많다.

직접 계측한 결과 둘다 65~66 수준으로 오차 범위 안에서 유사한 것으로 나왔다. 이 수치면 우리가 일상에서 사용하는 4계절 타이어 보다 부드러운 패턴이다.

정숙성 (실내외 소음)
정숙성은 자동차에서 중요한 대목이다. 포르쉐 911 같은 스포츠카들은 엔진과 배기음이 강조되는 셋업이다. 애초 소음이 큰 편이며 기본(OE) 타이어도 소음 보다 성능이 좋을 것을 장착한다. 일부 서킷 전용 타이어를 장착한 자동차들의 소음은 여러분의 상상 그 이상이다.

반면 PS71처럼 일상 및 스포티한 주행을 하는 타이어들은 일정 수준의 정숙성을 가져야 한다. 그렇다면 전기차 전용 여름용 타이어의 성능은 어떨까?
시험은 자동차 안전연구원 내 인증 노면에서 이뤄졌다. 자동차들이 판매되기에 앞서 인증 시험을 받는 곳이다. 일반 노면 보다 매끄럽고, 일정한 소음이 나오는 편차가 적은 환경이다.


시험 결과 두 타이어의 격차는 약 약 1dBA(0.8dBA) 차이로 나왔다. 이 정도 격차면 누구나 차이를 느낄 정도가 된다. 소리에는 각각의 Hz대가 있는데, 두 타이어 모두 100~1000Hz 대 소음이 골고루 분포된 것으로 나왔다. 소리의 특성에서 차이는 없으나 소음이 크고 적고 수준에서 차이를 보였다고 보면 된다.
실내에서는 확실히 전기차용으로 개발된 EV PS71이 더 조용했다.


외부 소음에서는 격차가 더 컸는데, EV PS71의 소음이 약 2dBA 정도 조용했다. 외부 소음은 자동차가 주행할 때 보행자 또는 건물 내 거주자를 불쾌하게 만든다. 환경을 위한 요소 중 하나인 것. 실내 평가 때도 그랬지만 역시 전기차용으로 개발된 타이어들은 소음 저감 효과가 크다.

특이 사항으로 PS71은 1000Hz대 소음이 강하게 나타났으며 EV PS71은 1000~1600Hz대로 분산되는 것으로 확인됐다.

제동 성능 (젖은 노면)
이제 본격 성능 비교다. 첫 시험은 젖은 노면 제동 성능 평가였는데 젖은 노면 평가 기준은 80→0km/h를 기준으로 한다. 시험 결과 PS71이 약 2m 이상 앞서는 성능을 냈다. EV PS71 대비 약간 더 깊은 트레드 홈의 영향일수도 있지만 다른 성능에 비중을 두고 젖은 노면 제동성능을 타협했을 가능성도 있다.

제동 성능 (마른 노면)
마른 노면 제동 성능의 기준은 100→0km/h이며 짧은 거리를 기록할수록 좋은 성능이다. 시험 결과 약 2m 이상의 격차를 보이며 전기차용으로 개발된 EV PS71이 우세한 능력을 보였다. 이번 시험에 쓰인 테슬라 모델3 스탠다드 버전은 브레이크 성능이 다소 부족한 편이다. 만약 제동력이 좋은 차로 시험했다면 격차가 조금 더 커졌을 가능성도 있다.

정리해 보면 젖은 노면에서는 여름용 타이어인 PS71, 마른 노면에서는 전기차용으로 나온 EV PS71의 성능이 우세했다.

승차감
승차감은 거친 노면 주행, 다양한 과속방지턱을 넘으며 시험한다. 시험은 앞좌석 승차감을 기준으로 하며 사람이 느끼는 충격의 완화 정도 및 진동 계측기가 느끼는 것을 바탕으로 나눠 평가한다. 사람이 느끼는데 있어 두 타이어의 격차는 미미했다. 반면 계측기에서는 조금 다른 결과가 나왔는데, 전기차용 EV PS71이 날카로운 충격을 조금 더 부드럽게 완화하는 것으로 나타났다. 이는 간단한 그래프상으로도 확인된다. (참고 : 다른 축의 움직임 차이는 유사)

원선회

원선회 시험을 통해 코너링에서 타이어가 버틸 수 있는 최대 한계를 시험해 볼 수 있다. 우리는 40m의 커다란 원형도로를 달리며 테슬라 모델3가 낼 수 있는 최고속도를 계측했는데, 평균적으로 시속 4km 이상 전기차용 EV PS71의 속도가 더 빨랐다. 원선회로에서 4km/h 정도 차이면 아예 체급이 다른 타이어로 구분된다. 또한 이런 성능은 뒷쪽 지지감이 부족한 일부 전기차에서 안정성을 높이는데 도움이 될 것이다.

종합 밸런스 (랩타임) / 드라이버 : 정의철 (볼가스모터스포츠팀)
이번에는 핸들링을 비롯한 종합 성능을 확인할 차례다. 이를 위해 정해진 코스를 달리며 랩타임을 계측하는 방법을 사용했다. 계측을 위해 힘을 보탠 것은 정의철 드라이버로 현재 볼가스모터스포츠팀 소속이다. 정선수는 몇해 전까지 금호타이어가 운영하는 엑스타레이싱 팀의 대표 드라이버였다. 유튜브를 운영하는 하이 아마추어 드라이버들이 더 유명하지만 정선수는 국내 최상급 레이스인 S6000(스톡카) 클래스에 출전, 시즌 챔피언 기록을 2회나 갖고 있어 사실상 차원이 다른 최상급 프로 드라이버로 통한다.

그렇게 코스 내에서 기록된 PS71의 성적은 1분 41초 77이었다. 이후 EV PS71의 랩타임 계측이 시작됐는데, 모델3의 브레이크 컨디션이 떨어져 제동 시험을 살짝 당겨 잡아야 했다. 다소 불리한 조건이었지만 그럼에도 1분 38초 51이라는 기록을 냈는데, 사실상 3초 이상 빠른 기록이다. 코스 1바퀴당 3초 격차는 매우 크다. 아마추어 드라이버들에게 잘 알려진 인제 스피디움을 기준으로 보면 일반 스포츠 타이어를 쓰다 서킷용 타이어로 바꿨을 때 수준의 기록 차이다.

급차선 변경
마지막 시험은 급차선 변경이다. 우리는 80km/h에서 시작해 점차 속도를 높여가며 시험했는데, 100km/h까지는 두 타이어간 편차가 없었다. 그러나 110km/h에 이르자 상황이 달라졌는데, EV PS71은 안정적으로 장애물 사이를 통과했지만 PS71은 언더스티어를 내며 장애물(콘)을 들이 받았다. 여기서도 두 타이어의 한계 성능 차이가 크다는 것을 한번 더 확인할 수 있었다.

결과 정리
모델 3는 전기차 중에서도 가벼운 편에 속한다. 반면 다수의 전기차들은 2톤, 또는 그 이상에 달하는 무게를 가진다. 무거운 배터리 때문인데, 이 문제로 인해 코너링에서 불리한 면이 생긴다. 전기차 제조사들이 모터 특성을 앞세운 발진 가속 성능을 자랑해도 코너링이나 서킷 랩타임 공개를 하지 않는 이유도 여기에 있다. 무게라는 가장 불리한 물리적 한계를 갖기 때문. 때문에 타이어의 중요성이 더 커진다.

오늘 테스트한 PS71은 입문형 성격의 여름용 스포츠 타이어다. 그리고 비교 대상이었던 전기차용 EV PS71은 성능 좋은 전기차를 위한 여름용 타이어였다. 정숙성도 좋았지만 막강한 마른 노면 제동 성능, 날카로운 핸들링, 월등히 높은 코너링 한계도 EV PS71의 장점을 잘 보여준다. 여름타이어 특성상 많은 전기차 소비자들이 찾을 가능성은 낮지만 조금 더 안정적인 성능을 원하는 전기차 소비자 또는 기아 EV6 GT, 현대 아이오닉 5N 등의 고출력 전기차를 타다 가성비 높은 타이어를 찾을 때 좋은 선택이 될 것이다.

오토뷰 | 김기태 PD (kitaepd@autoview.co.kr)
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