현대자동차가 수소차 낵쏘가 매일 609㎞를 주행해도 수소탱크를 123년 사용할 수 있는 안전 기술력을 공개했다.

현대자동차는 14일 개최한 ‘2019 어린이 안전짱 체험 박람회’에서 가혹한 조건의 충돌 테스트를 거친 넥쏘 수소차 실물과 전면, 측면, 후면 충돌 테스트 영상을 공개했다. 이와 함께 수소연료탱크의 내부 구조를 볼 수 있는 전시물 등을 마련했다.

전시된 넥쏘는 미국의 비영리 자동차 안전연구기관인 고속도로안전보험협회(IIHS)기준으로 실시한 측면 대차 충돌 테스트 차량이다. 이 테스트는 대형 픽업 트럭이 측면부를 시속 50km로 충돌하는 상황을 가정한 가장 가혹한 조건으로, 넥쏘는 승객 상해, 머리보호, 차량 변형에 있어 모두 GOOD 등급을 받았다.

앞서 현대자동차 넥쏘 수소전기차는 유럽의 신차 안전성 평가프로그램인 유로NCAP 테스트에서 최고등급인 별 다섯(★★★★★)을 차지하고, ‘2018년 신차안전도평가(KNCAP)’에서 중형 SUV 부문, 친환경차 부문, 어린이보호 부문 최우수 3관왕을 수상했다.

이 같은 테스트 과정에서 수소 누출 등 안전과 관련한 문제가 전혀 발생하지 않았다. 현대차의 수소차 수소연료탱크는 설계단계부터 생산단계까지 철저한 검사를 통해 한국과 유럽 그리고 UN의 수소연료탱크 안전인증 법규를 충족시켜 안전성을 입증받은 바 있다.

현대차는 이밖에도 △파열시험 △낙하 충격시험 △화염시험 △내화학시험 △인공결함시험 △극한온도시험 △총탄시험 △수소가스충전반복시험 △가속응력시험 등을 포함한 다양한 수소연료탱크 안전 인증시험을 완료했다. 이번 전시회에서는 인증시험 관련 사진도 함께 공개했다.

특히 수소연료탱크는 매일 609km 주행시에도 123년 동안 사용 가능한 내구성을 지녔다.

법규상 수소연료탱크의 최대 사용 한도는 15년(유럽 20년), 충전 횟수 4,000회(유럽 5,000회)다. 반면에 현대차가 사용하는 수소연료탱크는 법적 요구사항을 훨씬 뛰어넘는 안전성과 내구성을 갖추고 있다.

실제 현대차 연구소는 수소연료탱크를 충전하는 시험 과정을 4만5,000회 가량 거쳤다. 낙하 시험이나 혹한·혹서 모사 시험 등 가혹한 환경에서의 테스트 뒤에도 1만5,000회 가량 충전을 진행, 운송 중 낙하에 의한 충격 손상 시험, 예리한 칼날 손상에 따른 복합재 인공 결함 탱크의 내구 시험을 1만2,000회씩 진행해 수소연료탱크의 내구성을 충분히 검증했다.

4만5,000회 충전 내구성은 700bar로 1일 1회 충전한다고 가정할 경우 하루 최대 주행거리 609km로 최대 123년 동안 사용 가능한 수치이다.

또한 수소를 700bar 충전한 탱크에 총탄을 쏴도 폭발하거나 하지 않고, 관통된 부위를 통해 내부의 수소만 대기 중으로 방출된다. 내연기관 자동차와 같은 조건으로 측방, 후방 충돌시험을 진행했을 때도 수소연료탱크 시스템의 안전성이 검증됐다.

수소연료탱크의 내피는 수소의 투과를 최소화하는 얇은 폴리아미드 라이너(나일론 소재)로 구성된다. 외피는 700bar의 높은 압력을 유지하는 20∼25mm 두께의 탄소섬유 강화 플라스틱(탄소섬유+에폭시 소재)으로 만들어졌다.

수소연료탱크의 파열 안전성을 위해서는 ‘강도’가, 내구성을 위해서는 ‘강성’이 중요하다. 강도는 어떤 힘을 받았을 때 부서지는 것에 대한 저항, 강성은 모양이 변형되는 것에 대한 저항을 하는데 탄소섬유 강화 플라스틱은 같은 무게의 강철과 비교했을 때 강도는 6배, 강성은 4배로 가벼우면서 튼튼하다.