휘발유 공황 속에서 잊혀진 것들: 70년대 전기차는 왜 성공하지 못했을까?

1970년대 전기차는 왜 자리 잡지 못했을까? 짧은 답: 유류 위기의 일시성, 납축 배터리의 물리적 한계, 그리고 안전/품질 부족이 동시에 작용했다. CitiCar 같은 차량은 올바른 아이디어를 미성숙한 배터리 기술과 휘발유가 다시 값싸진 시장과 결합시켰고, 그 결과는 리튬이온 혁명이 올 때까지 잊혀진 한 세대였다.

주유소 줄에서 생긴 기회: 1973년 유류 위기

1973년 10월, OAPEC는 욤키푸르 전쟁에서 이스라엘을 지원한 국가들에 대해 석유 금수 조치를 단행했다. 유가는 사상 최고치를 기록했고, 주유소는 휘발유가 바닥났으며, OPEC 금수 조치로 원유 가격은 약 350% 상승했다. 에너지 위기는 1970년대 경기 침체의 중심에 자리 잡았고, 연방 에너지 정책은 처음으로 중요한 정치적 우선순위가 되었다.

자동차 산업은 이 충격의 한가운데 있었다. 고성능 차량의 판매는 붕괴했고, 일부 제조사는 파산했다. 그러나 모든 위기에서 그렇듯 틈새가 열렸다. 작고 단순한 전기차를 생산할 창업 기업들이 하나둘 등장했다. 플로리다의 딜러 출신 사업가의 유리섬유 쐐기 프로파일 디자인, 이탈리아의 한 디자인 하우스의 마이크로카 접근법, 그리고 디트로이트의 축소 실험실 프로토타입이 모두 같은 물결에서 태어났다.

문제는 이러한 시도들이 모두 좁은 물리적 통로를 통과해야 했다는 것이다. 에너지를 저장할 유일한 현실적인 방법은 여전히 납축 배터리였다. 충분한 주행 거리를 위해 필요한 납과 황산의 질량은 차량이 실을 수 있는 것보다 많았다. 위기는 이 아이디어들에 시장을 열어주었지만, 기술은 아직 그것들을 지탱할 무게를 견딜 수 없었다.

Sebring-Vanguard CitiCar: 골프카의 뿌리에서 판매 기록까지

CitiCar를 만든 Robert G. "Bob" Beaumont는 자동차 판매업자였고, 이 아이디어를 상업적 본능으로 구축했다. 디자인은 Jim Muir의 작고 쐐기 모양의 Club Car 골프카에서 영감을 받았으며, 용접된 항공기급 알루미늄 튜브 프레임 위에 Cycolac 즉 ABS 플라스틱 패널이 얹혀 있었다. 평면 유리, 두 개의 좌석, 장식은 제로. 첫 차량은 1974년 Vanguard Coupe라는 이름으로 출시되었고, 판매가 부진하자 같은 해 CitiCar라는 이름으로 재출시되었다.

수치는 당시 기술의 한계를 명확하게 보여준다:

Buna도 불구하고 판매 수치는 놀라웠다. 1977년까지 약 2,300대의 CitiCar가 생산되었고, Comuta-Car를 포함한 모든 변형 모델을 합쳐 총 4,444대에 달했다. 가격은 폭스바겐 비틀과 경쟁할 수 있도록 책정되었으며, 1976년에 Sebring-Vanguard는 GM, Ford, Chrysler, AMC, Checker Motors에 이어 미국 6위 자동차 제조사로 꼽혔다 - Excalibur와 Avanti보다 앞서.

CitiCar는 왜 성공하지 못했을까? 세 가지 결함의 교차

제작 품질과 안전 취약성

차량의 이미지 문제는 한 단어의 요약으로 새겨졌다: 한 시대에 CitiCar는 골프 카트가 자동차로 변한 모습으로 여겨졌다. 더 구체적인 문제는 차체였다. 당시 언론의 평가에 따르면 이 차는 충돌 안전성 면에서 "맥주 캔의 내압 강도" 수준이었다.

CitiCar는 맥주 캔 수준의 내압 강도를 지니고 있었다.

591kg의 2인승 플라스틱 차체 차량에서 안전에 대한 우려는 단순한 인식의 문제만은 아니었다; DOT 기준에 근접하기 위해 후속 모델인 Comuta-Car에 추가 프레임 보강재를 장착해야 했다는 점이 얼마나 뒤처져 있었는지를 보여준다.

납-산의 천장

기술적으로 제한 요인은 명확했다: 납-산 배터리는 무겁고, 에너지 밀도가 낮으며, 수명이 짧았다. 주행 거리는 좋은 날 80km, 일반적인 사용에서는 64km 미만으로 떨어졌다; 속도는 대부분의 경우 72km/h를 넘지 못했고, 모터는 종종 골프 카트에서 조달되었다. 에너지 저장에 필요한 납과 산의 질량은 차량의 주행 거리와 적재 능력을 동시에 잠식했다. 이것은 공학으로 해결할 수 있는 설정이 아니라, 화학의 변화가 필요한 한계였다.

휘발유의 귀환

어쩌면 가장 치명타는 가격표에서 날아왔다: 위기 이후 휘발유 가격이 하락하자 판매에 대한 관심은 거의 즉시 사그라들었다. 이 회사는 한 번도 5,000대 이상의 차량을 판매하지 못했다. 마지막 CitiCar 후속 모델은 후계 기업에 의해서야 겨우 1982년에 생산되었다. 단기적인 경제적 동기로 구매된 차량은 그 동기가 사라지자 시장마저 잃었다.

Zagato Zele: 디자인 전설의 전기적 돌변

같은 시도의 유럽 편은 이탈리아에서 왔다. 아름다움과 성능으로 유명한 Zagato는 1972년 제네바 모터쇼에서 Zele 1000을 "환경 영향이 전혀 없는 도시용 차량"으로 선보였다; 생산은 1974년에 시작되어 1974-1976년 동안 이어졌다. 회사의 전통에서 이것은 매우 이례적인 일탈이었다: 196cm(약 2미터)의 길이를 지닌 Zele은 CitiCar보다도 작은 마이크로모빌리티였다.

미국 시장에서 Elcar라는 이름으로 판매된 Zele는 총 약 500대 만 생산되었다. 1975년부터 제공된 Zele 2000은 16km/h의 추가 속도를 약속하고 80km의 주행 거리를 제공했다 - 즉, 기본 방정식은 전혀 변하지 않았다: 납-산 팩, 짧은 주행 거리, 도심 속도. Zagato의 사례는 이것을 분명히 했다: 디자인의 천재성만으로는 배터리의 에너지 밀도를 보완할 수 없었다는 것을.

디트로이트의 실험과 NASA 테스트

대형 제조사들도 가만히 있지는 않았지만, 생산 라인에는 끝내 근접하지 못했다. GM은 1960년대 초반과 중반에 Corvair 기반의 Electrovair I 과 Electrovair II 프로토타입을 제작했으며, General Electric에서는 1970년대 내내 전기차 개발 연구가 진행되었다. 그럼에도 그 10년간의 진전은 대체로 정체되었다 - 미국에서 생산된 차량의 80% 이상이 V8 엔진을 탑재하고 있었다.

그 시대의 가장 체계적인 평가는 NASA에서 나왔다: 1976년 10월 에 발표된 보고서는 EVA Metro Sedan, Citi-Car, JET Industries Electra-Van, CDA Town Car, Otis P-500 Van의 기본 시험 결과를 문서화했다. 즉, 초기 전기차 세대는 도로를 달리는 대신 측정의 대상이 되는 시험 데이터베이스로 전환된 것이다.

Comuta-Car: 마지막 숨과 우편 서비스 파생형

Sebring-Vanguard를 인수한 Commuter Vehicles는 디자인을 Comuta-Car로 이름 바꾸고 1979년 에 생산을 시작했다. 차량은 CitiCar보다 약 16인치(410mm) 더 길었고, 배터리는 좌석 아래에서 범퍼 뒤쪽 상자로 옮겨졌으며, DOT 규격을 위한 추가 프레임 보강재가 더해졌다. 1979년부터 1982년까지 약 2,144대의 Comuta-Car와 Van이 생산된 것으로 추정된다.

가장 흥미로운 파생형은 미국 우편 서비스를 위해 제작된 우핸들 방식의 Postal Comuta-Van이었다: 전장 142인치, 12hp 모터, 72V 배터리, 3단 변속기. 고정 노선, 짧은 주행 거리, 야간 충전 - 납축전지가 감당할 수 있는 유일한 사용 프로필이 바로 이것이었다. 알려진 마지막 공장 생산 차량은 시리즈 번호 없이 특별 주문으로 제작된 72V DC 픽업으로 1986년 에 출고되었다.

EV1로 가는 길: 실패가 준비한 기반

70년대 세대는 시장에서는 죽었지만, 지식으로서는 살아남았다. 1996년 부터 GM은 AeroVironment와 함께 개발한 EV1 을 생산했다 - 대중 시장을 위해 설계된 최초의 현대적인 전기차. 총 1,117대 가 생산되었고 그 대부분은 임대되었다. EV1 팀은 오늘날 전기차에 널리 쓰이는 많은 기술을 처음부터 새로 발명해야 했다. 즉, CitiCar 세대가 기록해 둔 고장들 - 열 관리, 주행 거리, 제어 전자 장치 - 이 곧바로 엔지니어링 의제가 되었던 것이다.

EV1의 결말 역시 교훈적이었다: 높은 생산 및 유지 보수 비용, 배터리 비용, 그리고 예상되던 엄격한 배출가스 규제가 시행되지 않으면서 프로그램은 종료되었고, GM은 부품 수급 문제를 이유로 차량들을 폐기했다. 진정한 전환점은 배터리 화학에서 왔다: 2008년 Tesla Roadster는 리튬이온 셀을 사용한 최초의 고속도로 주행 가능한 양산 완전 전기 자동차로서 200마일을 넘는 주행 거리를 제시했다 - 납축전지가 수십 년간 강요해 온 천장은 셀 교체로 한 번에 걷혔다. 반면 CitiCar의 쐐기형 프로필, 전기 구동계, 미니멀한 실내는 '진화적 막다른 길'로 여겨졌다; 이 세 가지 기준을 한 대의 차에 다시 담은 이는 2019년까지 아무도 없었다.

암흑기에서 얻을 엔지니어링의 교훈

70년대의 프로토타입 전기차들의 실패는 단 하나의 원인으로 환원될 수 없으며, 이것이 이 이야기에서 가장 중요한 부분이다. 조립 품질과 안전성 문제가 수요를 갉아먹었고, 휘발유 가격 하락은 구매 동기를 날려버렸지만, 어떤 것도 납-산 배터리의 에너지 밀도 한계가 없었다면 차량을 끝장내지 못했을 것이다. 40마일 주행 거리는 세팅 문제였지, 화학의 문제가 아니었다.

오늘 되돌아보면 이 세대가 남긴 것은 두 가지다: 체계적으로 축적된 데이터베이스와 시장의 교훈 - 전기차는 에너지 가격 같은 일시적 인센티브가 아니라, 주행 거리와 비용 방정식이 영구적으로 바뀔 때에만 살아남는다는 교훈이다. 리튬이온이 그 방정식을 바꿨을 때, EV1으로 이어지는 길이 열렸다.

출처

• CitiCar - 위키백과
• 1974년 Vanguard-Sebring CitiCar - 전기차의 역사, TIME
• 최초의 사이버트럭? 100% 전기차 1980년식 "CitiCar" - Silodrome
• The Henry Ford - CitiCar
• Zagato Zele - 위키백과
• Zagato Zele의 이야기 - Below The Radar
• 제너럴 모터스 EV1 - 위키백과
• EV1 전기차 - 미국 역사 국립박물관
• 에너지 위기 - 미국 역사 국립박물관
• 1970년대 에너지 위기의 유산 - 미국 국립문서기록관리처
• 초기 전기차는 왜 경쟁에서 패배했는가 - UPS Battery Center
• 전기차 공학과 역사 - Edison Tech Center
• GM EV1의 행방 - OPB
• 그때와 지금, 미래를 몰다: EV1의 이야기 - GM News
• 테슬라 로드스터 (1세대) - 위키백과