전기자동차 시장은 그야말로 춘추 전국 시대라고 할 수 있다. 시장을 선도하는 기업은 단연 테슬라 이지만, 이외에도 페러데이 퓨쳐, BYD, 리막 오토모티브 등의 신생 자동차 회사도 우후죽순 처럼 생겨나고 있으며, 포드 / GM등 유수의 자동차 대기업들도 전기차 개발에 뛰어들고 있는 상황이다. 아직까지 블루오션으로 여겨지나 향후 2~3년 안에 피튀기는 레드오션으로 변할 전기차 시장에 새로운 메이커가 속속들이 등장하고 있는데, 니콜라 모터스도 예외는 아니다.
아직까지 시작차 조차도 없고 컨셉트 하나만 달랑 들고 나온 페러데이 퓨쳐와는 달리 니콜라는 처음부터 자신들이 개발하고 있는 차량을 공개했다. 여타 전기 자동차 메이커와의 차별점으로는, (니콜라 테슬라의 이름 속에서 테슬라는 테슬라 모터스가 가져갔으니 니콜라만 때온것 같은 것은 느낌은 기분 탓이겠지만) 대형 전기 하이브리드 트럭을 제조에 도전하고 있다는 것이다.
이미 전기 버스는 여러 제조업체에서 개발해서 실용화 단계에 있다. 이미 전세계 전기 버스 시장에서 높은 점유율을 자랑하는 BYD가 대표적이다.
니콜라 원(Nikola one)이라고 명명된 이 차량은 미국에서 세미트럭이라 불리는 차량형태로, 한국에서는 트레일러 또는 츄레라라고 알려져 있다. 니콜라 원은 최초의 전기 세미트럭 차량으로 아직까지 화물트럭을 전기로 제조한 사례는 없다. 그 이유는 장거리 운행이 잦은 트럭의 경우 상대적으로 항속거리가 내연기관 차량에 비해 낮고, 충전시간이 오래걸리는 전기자동차가 불리하기 때문이다. 니콜라 원의 경우 이 점에 중점을 두고 개발이 되었다.
니콜라 원의 경우 100% 전기차량이 아니다. 차량에 탑재된 가스터빈을 돌려 그곳에서 생산되는 전력을 베터리에 저장해두었다가 모터로 공급해 움직이는 형태이다. 장거리 주행을 위해서 많은 양의 베터리가 필요한데, 기존의 세미트럭 만큼의 주행거리를 확보하기 위해서는 정말 많은 베터리를 탑제해야 하고 이는 곧 단가 문제로 직결 된다. 이를 상대적으로 저렴한 가스터빈을 내장하였다.
가스터빈의 경우 실험적으로 차량에 적용된 사례는 있지만 양산화된 경우는 없다. 대표적으로 크라이슬러의 터빈카가 있는데, 이는 당시 혁신적인 아이디어로 주목 받았지만 당시 주로 사용되었던 납이 있는(유연 휘발유) 가솔린을 연소하지 못해서 시장에서 외면 당했다.
하지만 가스터빈은 여러가지 장점이 있는데, 매우 고온의 연소환경을 갖추고 있기 때문에 기존 4행정 엔진에 비해 효율적으로 연료를 연소할 수 있으며, 가솔린 이외에도 디젤, 등유등 여러가지 연료를 별다른 추가 장치 없이 사용할 수 있다는 장점이 있다. 애초에 전기모터의 최대장점이 0rpm에 100% 토크와 같은 양의 에너지로 구동시 전기가 휠씬 우월한 토크 출력을 내는 것이다. 이 때문에 디젤 기관차도 내연기관이 생산한 전기를 모터로 공급해서 운행하는 형태를 띄고 있는 만큼 전기로 구동되는 화물트럭에는 더 많은 짐을 끌 수 있는 장점이 있다.
니콜라 원의 경우 도합 2000마력의 전기모터 6기를 탑제하고 있으며, 6%의 경사로에서 시속 65마일로 달릴수 있고, 0-100km 가속시간이 30초인, 대형트럭으로서는 상상할수 없는 성능을 낸다. 그럼에도 차량의 무게는 21,000파운드로, 일반 트럭의 23,000 파운드 보다 가볍다. 모터를 통한 회생 제동 브레이킹을 통해 항속거리를 늘리는 것은 이제 기본적인 전기차의 성능이 되었는데, 니콜라 원의 경우 전기모터의 출력으로 제동거리를 줄이는 효과까지 내고 있다. 화물을 최대로 실었을때의 제동거리가 일반 트럭의 절반 밖에 안된다. 엔진을 없애고 베터리 팩을 통해 무게중심을 낮췄을 뿐만 아니라, 토크 벡터링을 통해 회전반경을 줄이고 가속과 제동성능을 높였다.
사실 이런 것은 그냥 상상속의 스팩일 뿐이라고 치부할 수도 있지만 니콜라 원은 꽤 구체적인 설계모델을 공개함으로써 신뢰도를 높였다.
1. 전면 라디에이터
거대한 전기 펜이 라디에이터에 부착되어 트럭과 베터리, 실내, 터빈, 모터와 기어박스를 냉각하는데 쓰인다. 전기로만 구동되기 때문에 일반 트럭처럼 엔진의 출력을 뺏아오는 일은 존재하지 않으며 펜의 모터는 95% 효율을 낸다.
2. 기어박스와 스티어링
전면에만 14,000파운드의 무게가 실리는데 이를 부드럽게 움직이기 위해 직접 개발한 전기모터와 기어박스를 통해 토크벡터링으로 고성능의 핸들링을 구현한다.
3. 전력계
복잡한 전력계는 터빈이 만들어내는 에너지를 베터리와 모터로 공급한다. 자체개발한 이 장치는 거의 1년의 개발기간이 소요되었으며, 400Kw의 에너지를 받아 베터리에 800V DC로 일정하게 공급한다.
4. 니콜라 베터리 저장 시스템
32,000개의 독립된 리튬-이온 베터리가 장착되어있다. 이를 통해 320Kwh의 출력을 내며 이는 테슬라 모델S P90D에 장착된 용량의 3배에 달한다.
5. 냉각기와 에어 탱크
800V 냉각기는 베터리에 차가운 냉각수를 공급하는데, 이 역시 자체개발 품이다. 에어탱크는 에어 디스크 브레이크가 언제든지 잘 작동 될수 있도록 해준다.
6. 터빈
터빈은 약 400Kw의 에너지를 베터리에 공급하여 계속 재충전을 한다. 이 터빈은 단 1초만에 켜고 끌수 있으며 연료에 제한이 없어 디젤, 휘발유, 천연가스등 여러가지를 사용할수 있다.
7. 천연가스 연료 시스템
베터리 뱅크는 터빈으로 충전되는데, 이는 연료가 필요하다. 약 150겔런의 천연가스를 주유할수 있으며 이를 사용해 1200마일의 거리를 주유 없이 운행 할 수 있다.
8. 리어 모터 기어박스 하우징, 독립 서스펜션
자체개발한 하우징은 46,000파운드를 버틸 수 있다. 또한 모터와 기어박스가 이곳에 장착된다. 또한 장거리 트럭으로서는 최초로 SLA 서스펜션이 장착되어 매우 부드러운 승차감을 제공한다.
9. 5th 휠
혁신적인 HOLLAND FWAL 알루미늄 5th 휠은 경량 알코아 알루미늄으로 만들어져 있으며 특수 설계를 통해 기존의 제품보다 더 단단하고 가볍다.
니콜라 원의 스팩은 다음과 같다.
- 6X6 100% 전기 파워트레인
- 아이들링 없음
- 디젤엔진보다 매우 깨끗함
- 디젤에 비해 마일당 유류비가 절반
- 3,700 피트-파운드 토크
- 주행거리 1200마일
- 320kwh 베터리팩
- 백만마일 무료 연료 제공
- 회생 제동 브레이크
- 플러그인 하지 않아도 됨 - 터빈이 주행중에 베터리를 충전
니콜라 제로라는 차량도 공개했는데, 일종의 UTV(유틸리티 테스크 비클)이다. 펀카 개념으로써 폴라리스 사에서 나온 차량들이 유명하다. 테슬라가 처음 내놓은 차량이 로드스터로 비싼 소량 생산 차량이었던 만큼 니콜라 제로도 비슷한 성격을 띄고 있다.
니콜라 제로의 스팩은 다음과 같다.
- 100~150 마일의 항속거리
- 100% 전기 구동
- 400V의 베터리 출력
- 520 마력 모터
- 50Kwh 베터리 용량
- 사륜구동
- 476 파운드-피트 토크
- 0-100km 3~3.5초
- 2년 보증
- 20인치 서스펜션 클리어런스
- 32인치 타이어
- 14.5인치 지상고
- 10도 후륜 조향
- IP67 등급 방수 지원 전기 모터/기어박스
- 태양전지판 탑제
페러데이 퓨쳐의 경우 생산 예정 모델 공개는 커녕 컨셉트만 공개한 상태에서 시간을 질질 끄는 바람에 베이퍼웨어(일종의 사기)라고 엄청나게 욕을 먹고 있는 가운데 전기차 시장에 또 하나의 벤처기업이 등장했다.
개발중인 차량의 이미지라던지 시작차량이라던지 실물 모델 같은 사진이 존재하지 않아 약간의 의심은 가지만 현실적인 스펙과 목표를 제시해서 좀 더 두고볼 필요가 있어 보인다.
