전기차 시장이 성숙 단계에 접어들면서, 완성차 업체들은 단순한 주행거리 경쟁을 넘어 기술적 차별화에 집중하고 있습니다. 그중에서도 **인휠 모터(In-Wheel Motor)**는 전기차 설계의 판도를 근본적으로 바꿀 수 있는 혁신적 기술로 급부상하고 있습니다.
글로벌 완성차 업체들이 인휠 모터 개발에 총력을 기울이는 숨은 전략을 자세히 살펴보겠습니다.
1. 효율성
1) 동력 전달 손실 최소화
기존 전기차는 모터에서 감속기를 거쳐 차축과 바퀴로 이어지는 동력 전달 과정에서 평균 15~20%의 에너지가 손실됩니다. 반면 인휠 모터는 바퀴에 직접 구동력을 전달해 에너지 손실을 5% 미만으로 줄일 수 있다.
에너지 효율 비교
| 구분 | 전기차 | 인휠모터차량 |
| 동력 전달 효율 | 80~85% | 95% 이상 |
| 회생제동 효율 | 60~70% | 85% 이상 |
2) 주행거리 획기적 증대
- 현대자동차 연구에 따르면, 인휠 시스템 적용 시 동일 배터리 용량으로 최대 12% 주행거리를 더 늘릴 수 있습니다.
- GM "Ultium Drive"는 인휠 모터와 800V 시스템을 결합해 600km 이상 주행을 구현하였다.
3) 배터리 부담 감소
- 효율성 향상으로 배터리 용량을 줄여 차량 가격 경쟁력을 높일 수 있다. (예: 70kWh 배터리로 80kWh급 성능 발휘)
2. 성능
1) 구동 토크 향상
인휠 모터는 각 바퀴의 구동력을 초정밀하게 제어할 수 있어, 기존 차량보다 훨씬 뛰어난 핸들링 성능을 구현할 수 있습니다.
- 코너링 시 → 내측 바퀴는 감속, 외측 바퀴는 가속
- 미끄러운 노면 → 미끄러지는 휠만 제어
- 제자리 회전 (Tank Turn) → 리비안 R1T에서 구현
2) 0-100km/h 가속 2초대 진입
- 벤틀리 EXP 100 GT (컨셉트카): 인휠 모터 4기로 0-100km/h 2.5초 달성
- 포르쉐 Mission X (예상): 인휠 + 4WD로 놀라운 1,500마력 출력
3) 서스펜션과의 통합
- 보쉬는 인휠 모터와 전자식 서스펜션의 연동시스템을 개발 중
- "e-Corner" 기술(모터, 서스펜션, 브레이크 통합)로 탁월한 승차감 구현
3. 비용
1) 부품 수 40% 감소
- 엔진, 변속기, 드라이브샤프트 등이 불필요해지면서 조립 라인이 간소화되고 유지보수 비용이 현저히 절감됨
(모듈식 교체 용이)
2) 플랫폼 통합성
- 스케이트보드 플랫폼과 결합해 1개의 설계로 다양한 차종 생산 가능
(예: SUV, 세단, 픽업트럭 모두 동일한 인휠 모터 적용)
- BYD e-Platform 3.0은 인휠 모터를 기반으로 9가지 차량 출시
3) 신규 업체 진입 장벽 낮춤
- 전통적 엔진 기술 불필요 → 애플, 소니 같은 테크 기업의 진출 용이
4. 업체 현황
1) 독일 과 중국 의 기술주도권 다툼
- 독일 (BMW, 메르세데스) → 고성능 인휠 모터 개발 (2025년 양산 목표)
- 중국 (BYD, NIO) → 저가형 모델에 먼저 적용 (가격 경쟁력 확보)
2) 한국의 도전
- 현대·기아 2026년 인휠 전용 플랫폼 발표 예정
- 현대모비스 2024년 인휠 모터 양산 시작 (해외 완성차 업체에 공급)
5. 인휠시스템 상용화
1) 내구성 문제
- 진동, 먼지, 물에 노출 → 방수·방진 기술 필요
- Protean Electric은 군용 차량 테스트로 신뢰성 입증 중
2) 승차감 저하 우려
- 바퀴 무게 증가 → 액티브 서스펜션 필수
- 포르쉐는 AI 기반 실시간 진동 제어 시스템 개발
3) 고비용
- 2024년 현재 인휠 모터 단가는 기존 시스템 대비 30% 비쌈
- 2030년 대량 생산 본격화 후 가격 경쟁력 확보 예상
4) 폐쇄된 공간의 한계
인휠 모터는 직경 40cm 내부에 150℃까지 올라가는 모터를 압축해 넣습니다 .
문제점:
- 공랭식 불가능: 무게 제한으로 팬 장착 불가
- 수냉식의 취약점: 진동으로 인한 냉각수 누설 가능성
- 성능 저하: 35℃ 이상 환경에서 출력 20% ↓
5) 극한 테스트 결과
- 사막 조건(50℃): 연속 주행 2시간 후 과열 보호 장치 작동
- 눈길 주행: 눈덩이가 휠 안쪽에 쌓여 냉각 효율 60% ↓
6. 미래 전망
1) 2027년 이후 고성능·고가 모델부터 본격 적용
2) 상용차(버스, 트럭)가 선도 (회생제동 효율성으로 경제성 확보)
3) 자율주행차와 결합해 정밀 제어 시스템 진화
결론: 게임 체인저의 조건을 갖춘 기술
인휠 모터는 효율성 향상, 성능 개선, 비용 절감 이라는 삼박자의 장점으로 완성차 업체들의 주목을 받고 있습니다. 아직 일부 기술적 난제가 남아 있지만, 2030년에는 전기차 시장의 새로운 표준으로 자리 잡을 가능성이 매우 높습니다.