[포쓰저널=정현민 기자] 현대자동차·기아가 22일 서울 중구 크레스트 72에서 '히트 익스피리언스 테크 데이'를 열고 차량 내부의 온도를 조절해 실내 공간을 쾌적하게 만드는 세 가지 기술을 공개했다.

대표적 기술인 '나노 쿨링 필름'은 차량 유리에 부착해 여름철 실내 온도를 최대 10도 이상 낮출 수 있다.

'복사열 난방 시스템'은 탑승객 주변 발열체를 통해 체감 온도를 빠르게 높여주고 난방 에너지를 절감시켜 준다.   

'금속 코팅 발열 유리'는 유리에 발열되는 금속 코팅을 적용해 차량 내외부 서리와 얼음, 습기를 스스로 제거한다.  

다음은 이민재 현대차·기아에너지소자연구팀 책임연구원, 오만주 통합열관리서치랩 연구위원, 김상훈 글로벌 R&D 마스터, 정기헌 MLV외장설계1팀 파트장, 이강 MVL외장설계1팀 책임연구원과의 일문일답이다.

- 윈드실드 보호필름은 와이퍼에서 손상되는 경우가 많은데, 내구성을 어떻게 확보하나.

▶ (이민재 에너지소자연구팀 책임연구원) 현재까지 개발한 상태는 일반 틴팅 필름과 유사하다. 다만 와이퍼는 내구성에 민감하다 보니 강화된 버전이 필요하다. 윈드실드에 나노 쿨링 필름을 제공한다면 전용 와이퍼를 함께 제공하는 것을 고려 중이다.

- 필름을 부착할 때 통상적인 틴팅 필름은 열 성형으로 인한 성능이 떨어지는 경우가 있는데, 나노 쿨링 필름은 어떻게 보완하나.

▶ (이민재 책임연구원) 전시 차량에 부착된 필름도 열 성형이 된 상태이지만 성능과 시인성이 떨어지는 현상은 발견하지 못했다.

- 나노 쿨링 필름이 양산된다면 구매는 어떻게 할 수 있을지. 차량 구매 옵션인지 서비스 센터에 가서 부착을 해야 할지. 가격은 어느 정도 선으로 생각 중인지.

▶ (이민재 책임연구원) 구매 방식은 지속 논의 중이다. 예를 들어 국내는 현대차·기아에서 주도적으로 옵션화해서 구매자가 커스터마이징할 수 있도록 제공한다면 해외는 그룹사를 통해 각 대리점에 제공하는 방식 등을 다각적으로 검토하고 있다. 가격은 아직 미정이나 대략적인 범위는 시중 필름의 중상위 수준으로 고려 중이다.

- 나노 쿨링 필름의 내구성은 몇 년으로 생각 중인가.

▶ (이민재 책임연구원) 각 적용 부위별로 조금씩 다르겠지만 윈드실드는 2년 정도, 그 외는 3년으로 계획 중이다. 평균적으로 2~3년으로 생각한다.

- 나노 쿨링 필름의 온·오프 기능을 적용 예정이라고 했는데 어떻게 작동하나.

▶ (이민재 책임연구원) 온/오프 구동 방식은 크게 2가지로 검토하고 있다. 첫 번째는 전기 자극 반응형이고, 다른 하나는 외부 온도 반응형이다. 상황에 따라 각각의 장단점이 있어 어떤 방식을 채택할 지 미정이다.

전기 자극형은 탑승자 의지로 조절이 가능하지만 추가 부품이 필요해 설치가 비교적 어렵다. 반면 온도 반응형은 외부 환경에 따라 변하기 때문에 탑승자가 직접 조절은 어렵지만 설치는 간단하다는 장점이 있다.

- 필름 부착 차량의 양산 시기는 언제인가.

▶ (이민재 책임연구원) 양산 계획은 내부적으로 논의 중이다.

- 차량 외판에 나노 쿨링 필름을 부착했을 때도 열 관리에 도움이 되나.

▶ (이민재 책임연구원) 차량 외판에 붙여 실험하지 않아 구체적 수치를 말씀드리기는 어렵다.

- 발표한 온도 차이는 자동차가 정차했을 때 수치인데 주행 중에는 어느정도 차이가 나는가.

▶ (이민재 책임연구원) 주행 중 평가는 아직 해보진 않아 정확한 수치를 말씀드리긴 어렵지만, 주행 시에는 복사보다 대류에 의한 열 전달이 더 지배적이게 돼 정차했을 때보다 냉각의 효율이 떨어질 수도 있다.

- 나노 쿨링 필름 위에 기존 틴팅 필름을 함께 부착하는 방식이 가장 최적의 방식인가.

▶ (이민재 책임연구원) 나노 쿨링 필름은 투명해 어디에 적용을 하든 시인성을 확보할 수 있다. 효과 면에서 보면 일반 틴팅 필름을 같이 붙였을 때 효과는 더 극대화될 수 있다.

- 필름 외에 페인팅 등 다른 방식으로도 적용이 가능한 지 궁금하다.

▶ (이민재 책임연구원) 필름 외 다른 소재 적용 관련해서는 사례로 든 모자처럼 섬유 형태로도 개발하고 있다. 말씀주신 페인트도 개발 목표하고 있다.

- 기술 개발은 다 됐는데 양산까지 시간이 걸리는 이유는.

▶ (이민재 책임연구원) 기술 개발이 완료돼도 신기술을 차량에 바로 적용하기 위해 거처야 하는 프로세스가 있다. 협력사와 양산 공정을 더 최적화하는 등 충분한 시간이 필요하다.

- 복사와 대류 방식으로 매질을 활용해 직접적인 열의 전달을 줄여 화상을 방지하는데, 금속이 아닌 다른 플라스틱이나 패브릭을 사용할 때 플라스틱과 패브릭이 열변형되는 등의 문제는 없나.

▶ (통합열관리리서치랩 오만주 연구위원) 화상을 방지하기 위해서는 재질이 가장 중요하다. 그래서 금속 및 플라스틱보다는 패브릭 또는 인조가죽을 고려 중이다. 충분한 연구개발을 통해 열을 견딜 수 있는 소재(내구성 높은 소재)를 개발할 것이다.

- 금속 코팅 발열 유리에 면상 발열체가 있다고 생각하면 되나.

▶ (MLV외장설계1팀 정기헌 파트장) 면상 발열체가 맞고, 유리 전면에 코팅돼 있다.

- 시중 판매 중인 상품에는 비금속/금속이 있는데 금속 방식을 사용할 경우 태양 반사율이 좋아 실내 온도 저하 이점이 있으나 RF 신호에 문제점이 발생된다. 금속을 활용한 이 제품은 해당 문제가 없나.

▶ (정기헌 파트장) 이 부분이 개발하는데 있어 가장 어려운 부분이었다. 우선 일반적으로 센서들이 위치한 곳은 외부 코팅 영역을 일부 제거하는 방식(디코팅, de-coating)을 채택했다. 통신 센서의 경우 20 MHz에서 LTE 주파수까지 대응할 수 있는 안테나 패턴을 개발해 디코팅을 적용했다. RFID 뿐 아니라 이동 통신 주파수에서도 전혀 문제없이 작용할 수 있도록 적용했다고 보면 된다.

- 통상적으로 면상 발열체를 사용할 경우 그래핀 소재를 많이 사용하는데 금속을 사용한 이유가 있나.

▶ (정기헌 파트장) 금속을 사용하게 된 이유는 전기 전도성이 가장 좋고 열 반사율이 가장 좋은 금속이 은이기 때문이다. 두 가지 기능을 복합적으로 살려 가장 우수한 성능을 만들기 위해 금속성 재질인 은을 사용했다. 기존의 면상 발열체로 사용 중인 탄소 나노 튜브와 같이 탄소로 사용할 경우, 전파 성능에서 일부 이점을 가져갈 수 있으나 열반사/차단 기능에서는 문제가 있을 수 있다.

가장 중요한 부분은 은으로 적용하게 되면 면저항(sheet resistance)을 낮춰 윈드실드와 같이 대면적에서 전기를 잘 흐르게 할 수 있으나 탄소 나노 튜브나 탄소는 면저항이 크기 때문에 소면적에서만 적용 가능하다.

- 현재 이 정도 수준의 발열 유리를 다른 외부 업체에 맡기면 수 백만원 수준으로 비용이 발생한다고 들었는데, 발열 유리는 낮은 수준의 가격으로 개발이 가능한 이유는.

▶ (정기헌 파트장) 원가를 최적화해 적절한 가격대를 맞출 수 있었다. 원가 최적화 방법은 3x6m의 대면적 평판 유리를 제조한 뒤, 대면적 금속 코팅을 한다. 대량 생산이 가능하니 원가 상승을 최소화할 수 있다고 볼 수 있다. 일반 글라스 생성 공정에서 기존의 양산 방식만 일부 수정하면 충분히 대량 생산이 가능하므로 원가 상승이 크지 않다.

- 전시 차량을 보니 전면 윈드실드에만 적용했던데, 눈은 뒷유리에도 쌓인다. 현재 열선이 적용된 있는 뒷유리와 측면 창문에도 적용이 가능한가.

▶ (MLV외장설계1팀 이강희 연구원) 테일게이트나 사이드에도 모두 가능하다. 우선 윈드실드 글라스부터 시작해서 적용 범위를 넓혀갈 계획이다.

- 원가 절감이 돼도 가격이 비쌀 것 같은데, 고급 차종에만 적용 예정인지 아니면 차량 전반적으로 적용되나.

▶ (정기헌 파트장) 고급 차량/고급 사양에 우선 적용하겠지만, 생각보다 가격이 비싸진 않다. C세그먼트 SUV 이상부터 적용 검토 중이다.

- 내구성이나 안전성은 어떻게 확보했나.

▶ (정기헌 파트장) 글라스는 운전자의 시인성을 확보하는 중요한 부품이다. 글라스 평가 기준을 모두 만족했으며, 15년 또는 30만㎞ 사용 조건에서 세계 최고 수준의 신뢰성을 확보했다.

- 이중 접합 유리 사이에 들어간다고 했는데, 다양한 필름 소재들과의 간섭 효과가 있나.

▶ (이강희 연구원) 모든 필름에 대해 성능적으로 간섭 저하는 없다는 평가까지 완료됐다.