BMW그룹의 미니는 그룹 내 배터리 전기차의 개발을 위한 테스트 베드였다. 그런데 이번에는 미니에도 처음으로 플러그인 하이브리드 전기차 버전을 라인업에 추가해 주목을 끌고 있다.

BMW 가 배터리 전기차 개발을 위한 프로젝트-i를 시작한 것은 2007년 중반이었다. 프로젝트-i의 목표는 안전을 바탕으로 BMW의 독자성을 잃지 않으면서 수익성도 낼 수 있어야 한다는 것이다. 그를 위해 새로운 기술로 업계를 리드해야 하며 미래지향적인 회사로서의 이미지를 제고한다는 것이었다. BMW가 배터리 전기차에 대한 연구를 시작한 것은 1972년부터다. 당시에는 납 전지를 이용한 배터리를 사용했었다. 전기차에 대한 반응이 좋지 않았지만 또 다른 파워트레인으로 연구는 계속했다. 그리로 리튬 이온 배터리가 등장하면서 배터리 전기차에 대한 새로운 조명이 시작됐다.

매번 다양한 형태의 시작차를 만들어 실험을 하던 것을 2007년 프로젝트i를 계기로 본격적으로 뛰어들었다. 크게는 대도시용 자동차로서의 전기차의 유효성을 상정하고 그에 맞는 전기차를 개발한다는 것이다.

BMW는 배터리 전기차에 대해 대두되고 있는 여러가지 문제점에도 불구하고 미래를 적극적으로 개척하기로 하고 작업에 착수했다. 전문가들의 의견을 종합하고 팀을 결성해 미래에 대한 희망이 있으면서 동기부여가 가능한 사람들을 모아 실험했다. 우선 미래의 성장 가능성과 수익성, 신기술의 개발에 대해 논의했다. 그 과정에서 거론되었던 것이 환경과 대도시화, 경제성, 정치적 차원의 규제, 고객의 니즈 등이었다. 핵심은 이산화탄소의 저감이었다.

그 배경에는 6개의 핵심 요소가 있었다. 환경 파괴를 비롯해 원유고갈과 맞물린 경제적인 문제, 산유국 분포 불균형으로 인한 정치적인 문제, 2030년에 60%의 인구가 100만명 이상의 도시에 거주하는 대도시화, 자동차에 대한 가치의 변화, 삶의 질에 대한 소비자들의 가치기준의 변화가 그것이다.

배터리 전기차의 한계는 여전히 존재했다. 핵심 부품인 배터리의 중량이 무겁고 에너지 밀도도 만족스럽지 않았다. 100km를 주행하기 위해 디젤 연료는 5리터만 필요하지만 전기모터는 100kW가 필요했다. 또한 5리터의 가솔린을 주유하는 데는 1분이 걸리지 않지만 100km를 주행하기 위한 배터리 충전시간은 5~6시간 반이 걸렸다. 한계가 있었다. 다시 말해 배터리 전기차가 기적의 기술은 아니라는 것을 알고 있었다. 다만 대도시에 적합한 기술이라는 것이 BMW의 생각이고 그래서 탄생한 것이 i 브랜드다.

BMW는 배터리 전기차의 개발을 위해 전 세계 600만명 이상의 대도시를 선정해 각 분야 사람들과 인터뷰를 통해 원하는 것이 무엇이고 필요한 것이 무엇인지를 조사했다. 물론 그들과 같이 생활하면서, 같이 자동차를 타고 이동하면서 문제점을 파악하고 필요한 것을 찾아내는 방법을 동원했다. 그 결과 각 대륙과 도시별로 차이가 있다는 것을 알았다.

미국의 LA는 도로조건이 좋고 대중교통이 별로 없어 자동차가 중요한 생활 수단이었다. 런던은 도시 내로 진입하는데 혼잡세를 내야 하는 등의 특성이 있다는 것을 알았다. 일본 동경은 대중교통이 가장 잘 발달된 도시였다. 지하철과 전철, 네트워킹이 잘되어 있어 개인 승용차의 중요성이 상대적으로 낮았다. 18세부터 22세 사이의 청소년의 운전면허 소지 비율이 낮다는 것도 눈에 띄었다.

멕시코 시티는 바쁘고 정신이 없었다. 때문에 안전이 무엇보다 중요한 요소였다. 시민들은 뭔가 독립적인 공간을 필요로 하고 있었다. 바르셀로나는 스쿠터와 택시 전용 차선이 있었다. 상해는 메트로폴리탄으로 지속가능한 인프라 프로젝트가 많았고 광동성은 도시가 한창 건설 중이어서 각종 인프라도 동시에 만들어지고 있었다.

이처럼 각 도시의 환경이 달랐지만 전기차에 대한 공통 희망사항이 있었다. 우선은 너무 작지 않고 2인승 이상이어야 한다는 것이었다. 더불어 프리미엄성과 안전성의 손상도 있어서는 안된다는 의견이었다. 내부공간과 트렁크도 충분해야 했다. 요약하면 소비자들은 특별한 어려움 없이 환경을 보호하면서 주행할 수 있는 자동차를 만들어 내라는 요구를 하고 있다는 것이다.

미니e의 실증실험을 통해 얻은 것

프로젝트-i의 진행과정에서 얻은 성과는 미니E의 실증실험을 통해 소비자들이 정말로 필요한 것이 무엇인지를 알았다는 것이다. 미니E는 개조 전기차다. 미니 쿠퍼의 내연기관 엔진을 들어 내고 그 자리에 전기모터를 탑재하고 리어 시트에는 배터리 팩을 실었다. 그 때문에 중량이 쿠퍼가 1,100kg인데 반해 미니E는 1,400kg이나 됐다. 경량화의 필요성이 대두된 것이다. 게다가 리어 시트는 배터리 탑재를 위해 사용할 수 없었다.

BMW는 미국에 450명, 영국 40명, 독일 65명에 리스 형태로 전기차를 운행하도록 했다. 물론 그 실험에 참여를 원하는 유저를 선발했다. 그 중에는 업체도 있고 대학연구소도 있었다. 이들 고객의 프로필은 35세 이상의 남성으로 고등교육을 받았으며 신기술에 호기심이 많은 사람들이었다. 미니E를 주차할 수 있는 주차장을 소유하고 있어야 했으며 유사시를 대비해 별도의 자동차가 있어야 한다는 조건도 있었다.

또한 BMW 116i, 미니 쿠퍼 등과 같이 비교할 수 있는 자료를 만들었다. 얼마나 운행을 많이 하는지 등에 대해 알아보기 위해서였다. 그 결과 미니 쿠퍼는 하루 평균 43.5km, 미니E는 37.8km로 크게 차이가 나지 않았다.

두 번째는 주차 시간의 파악이었다. 80% 이상의 미니E가 하루 5시간 이상 주차를 한 것으로 나타났다. 충전시간이 필요하기 때문이었다. 하지만 실험 초기 우려와 달리 3개월이 지나면서 빠른 충전이 그다지 중요하지 않다는 생각을 갖게 된 것으로 나타났다. 급속충전의 필요성에 대한 다른 결과인 것이다.

충전 빈도도 날마다 하는 경우는 드물었고 일주일에 2~3회면 충분한 것으로 조사됐다. 이들을 위해 베를린에는 50개소의 충전소를 설치했으나 그 중 몇 곳은 한 번도 충전을 하지 않은 곳도 있었다. 골목마다, 또는 백화점 등 공공 주차장이나 골목마다 충전소가 필요하지 않을 수도 있다는 결과였다. 인프라 구축이 급선무라고 생각했던 것을 실험을 통해 뒤집은 것이다. 물론 이런 조사에도 불구하고 지금은 그런 이야기는 관심을 보이지 않는다.

또한 시내 이동성은 충분히 커버한다는 결론에 도달했다. 그럼에도 항속거리 100km 미만은 충분치 않고 적어도 150~200km 정도는 되어야 한다는 것을 알 수 있었다. BMW는 미니E를 이용한 실험을 통해 것은 시장의 잠재성을 확인했고 소비자들은 받아 들일 준비가 되어 있다는 것을 확인했다.

개조 배터리 전기차인 미니E는 아시아와 유럽, 북미 등에서 1,500만km의 주행을 마치고 액티브 E에게 바톤을 넘겼다.

BMW 액티브(Active)E 컨셉 & 메가시티 비클(Mega City Vehicle)

미니E에 이어 액티브 E를 개발해 2011년부터 실험에 들어갔다. 그리고 2013년에는 MCV를 출시한다는 로드맵을 완성하게 됐다. 미니 E는 2인승이지만 액티브E는 4인승으로 실내 공간도 사용할 수 있고 트렁크도 있다.

BMW 액티브E 컨셉카는 프로젝트- i하에 실시되고 있는 BMW 그룹의 e-모빌리티 연구개발 노력의 산물이었다. 최초의 BMW 순수 전기차량에 맞게 특별히 개발된 전기 모터는 125 kW/170 마력의 출력과 25.5kg.m의 최대토크를 발휘한다. 리튬이온 배터리는 보쉬와 삼성의 조인트벤처로부터 공급됐으며, 일상 사용을 기준으로 주행거리는 약 160km에 달했다. BMW 액티브E 컨셉카는 또한 4인승으로 넉넉한 트렁크를 갖추었다. 전기 구동장치의 부품들은 MCV의 요건을 고려하여 설계되었으며, MCV를 통해 현재 생산이전 단계에서부터 시험됐다.

BMW i 브랜드로 완성

그런 과정을 거쳐 2013년 7월 BMW는 런던과 뉴욕, 북경 등 세 도시에서 동시에 전동화 전용 브랜드의 i3의 출시를 선언했다. 배터리 전기차 i3와 플러그인 하이브리드 전기차 i8가 라인업됐다. 당시 BMW의 CEO 라이트 호퍼는 `새로운 세상이 시작됐다.`고 선언했다. 자동차 탄생 이후 100년 이상 되었는데 지금은 혁신이 필요한 때라며 i3가 출시된 날이 모빌리티가 변하는 날이다라고 설파했다. 이어서 프랑크푸르트 오토쇼에서는 메르세데스 벤츠나 아우디보다 훨씬 강한 어조로 전동화 시대의 개막을 선언했다. 시대가 바뀌고 있으며 우리는 그에 대한 준비를 해야 한다는 것이다.

분명 자동차회사들은 가능한 모든 것을 시도해야 한다. 그것은 그들의 임무이다. 각 나라마다 다른 규제에 대응하기 위해 모든 수단을 동원해야 한다는 것이다. 그러나 소비자의 입장에서는 지금 지불하고 있는 비용과 크게 차이가 나면 아무리 좋은 시스템이라도 쉽게 받아 들이지 않는다.

우선 배터리 전기차는 배터리의 용량부터 가격, 충전문제 등 지금까지 경험하지 않았던 문제들로 인해 소비자들에게 불편을 줄 수 있다. 지금까지도 해결이 되지 않고 있다. 때문에 BMW 를 비롯한 자동차회사들은 소형은 배터리 전기차로 도시용 자동차로 한정된 사용을 전재로 개발하고 있다. 그리고 장거리 주행을 위해서는 플러그 인 하이브리드카나 레인지 익스텐더를 제시하고 있다.

문제는 그런 불편을 감수하고자 하는 자세에 따라 미래는 많이 좌우될 수 있다. 대도시용이라고 해도 8시간 동안의 충전이라는 물리적인 문제는 아직까지 걸림돌이다. 최근에는 충전시간 단축이 이루어지고 있지만 지금 내연기관차의 연료보충 시간과는 비교할 수 없다. 그보다 먼저 기존 사용하던 자동차보다 고가이면서 실용성이 떨어지는 시스템을 이해할 수 있는 것도 쉬운 일이 아니다.

그 갭을 최소한으로 줄이는 것은 시스템에 대한 충분한 이해와 불편을 최소화할 수 있는 기술발전, 그리고 그에 걸 맞는 사회적 인프라가 구축되어야 할 것이다. 그렇다고 해도 상당 기간 전동화 자동차의 점유율은 2030년에 되어도 20%를 넘지 않을 것이라는 전망에도 귀를 기울일 필요가 있다.

다시 말해 주류인 내연기관의 생명력이 생각보다 훨씬 강화될 수 있다는 얘기이다. 특히 최근 셰일 에너지의 등장과 석탄 르네상스 등의 분위기로 석유값 하락이 대세가 되어가고 있는 분위기에서 전동화에 대한 진전은 녹녹치 않다. 더불어 내연기관의 열효율이 20세기 18%~25% 수준에서 지금은 40%에 육박하고 있고 60%까지 가능하다는 이야기가 나오고 있다. 닛산은 가변 압축비 기술을 동원하고 있고 마쓰다는 로터리 엔진 부활을 시도하고 있다. BMW와 메르세데스 벤츠는 모듈러 엔진으로 내연기관과 전동화 기술의 동거를 추진하고 있다.

BMW는 그런 상황에서도 배터리 전기차를 생산하는 것이 단지 고효율에 그치지 않고 클린 에너지로 생산하는 전용 공장에서의 생산 등 전반적인 시스템의 변화를 추구하고 있다. 자동차가 만들어지고 사용되고 또 폐기될 때까지 모든 장면에서의 환경부하 저감을 추구한다는 것이다. 전동화에 대한 방향이 어떻게 진행되든지 큰 틀에서 지속가능한 자동차사회에 대한 BMW의 정책은 확고하다는 것이다.

미니에 PHEV 추가하며 전동화 라인업 확대

BMW도 많은 여타 브랜드가 그렇듯이 라인업 내 모델들에 전동화 모델을 추가하고 있다. 기본적으로는 PHEV를 라인업에 추가하고 있지만 배터리 전기차는 다른 전략을 추구하고 있다.

미니는 쿠퍼S E 컨트리맨 올4라는 차명으로 PHEV버전을 출시했다. PHEV에 대한 사고는 메이커에 따라 약간씩 다르다. 독일 메이커들은 성능에 더 비중을 두는 편이다. 미니 PHEV도 BMW그룹의 모델이라는 것을 말해 주듯이 가속성능을 강화하고 있다. 물론 배터리가 리어 시트 아래쪽에 탑재되어 있는 만큼 베이스 모델의 그것과는 차이가 있을 것이다.

EV모드의 주행거리는 42~50km로 연비 측정방식에 따라 차이가 있다. 시장에 따라서는 EV 보조금을 받을 수 있는 조건을 갖추고 있다는 점도 특징이다.  충전시간은 200V 가정용 전원으로 약 3시간이 걸리며 대신 급속충전 기능은 없다. 비용저감을 위해 그룹 내 소형차용 플랫폼을 유용하고 있다.

BMW의 전동화 전략의 여정을 통해 알 수 있는 것은 방향성은 정해져 있지만 그 실천에는 아직도 적지 않은 시간이 필요하다는 점이다.