퍼스널 모빌리티가 점차 확산되고 있는 추세에, 자전거 또한 전동화의 물결을 피해갈 수는 없나보다. 자전거를 탄 아주머니가 짐을 가득 싣고도, 평온한 표정으로 언덕길을 죽죽 올라가는 것을 자세히 보면 자전거 뒷바퀴 허브에 크고 뭉툭한 덩어리가 달려있는 것이 보인다. 예전의 전기자전거라면 다운튜브가 두텁고, 핸들바에 뭔가 주렁주렁 달려서 전기자전거라는 것을 멀리서도 한 눈에 알아볼 수 있었다. 최근에는 가까이서 보지 않으면 알아보기 힘들만큼 모터와 배터리는 작아지고, 또 자전거와 잘 어울리도록 배치된다. 뭉툭한 배터리가 사라진 심플한 전기자전거, 어반벨로프로젝트의 벨로 바이크+ 가 바로 그런 전기자전거다.

요즘은 점차 전기가 대세가 되어가고 있다. 자동차에도 모터가 들어간 하이브리드는 기본에, 전기차가 폭발적인 인기를 끌고, 전기 스쿠터, 퍼스널 모빌리티, 등등 전기로 된 것들이 점자 많아지고 있다.

그중 전기자전거도 편리함을 무기로 점차 그 수가 늘어나고 있다. 전기자전거가 개발된 것은 꽤 오래전 일이지만, 기존의 전기자전거는 배터리 크기가 크고, 모터도 무척 거대해서 한눈에 봐도 오토바이와 비슷하게 생겨, ‘저건 전기자전거구나’ 하고 알아볼 수 있을 만큼 다른 형태를 가지고 있었다.

전기자전거 관련 법안이 정비되고, 사람들에게도 자전거도로를 정상적으로 이용할 수 있는 전기자전거에 대해 인식이 늘어나자, 시장에는 예전과 달리, 훨씬 자전거처럼 보이는 전기자전거들이 늘어났다. 페달을 밟아야만 작동하는 PAS 방식은 좀 더 자전거 본연의 이미지에 어울렸고, 페달은 폼이고 스로틀 레버를 당기면 오토바이처럼 나가는 무늬만 전기자전거 수요는 퍼스널 모빌리티 쪽으로 흡수되어 사라졌다.

이전부터 전기자전거를 고려하는 사람들에게는 무엇보다도 출력과 주행거리가 중요했다. 얼마나 가볍고, 효율적인지는 고려대상이 아니었다. 그러다보니 배터리가 떨어진 전기자전거는 무거운 쇳덩어리로 변했다. 전기자전거에 대한 인식이 변하면서, 내 자전거를 전기자전거로 바꿀 수는 없는지 고민하는 사람들이 늘어났다. 전기자전거 대부분이 배터리 때문에 특별한 시트포스트 또는 다운튜브 구조를 갖고 있었기 때문에 깔끔하게 전기자전거로 만들기는 어려웠다.

이런 고민을 해결해 주고자, 미국 메사추세츠 공과대학교 센스에이블 도시 연구소가 개발한 제품이 있다. UN 기후변화협약 회의가 열리던 코펜하겐 시를 위해 만든, 올인원 전동화 키트 ‘코펜하겐 휠’이다. 배터리, 모터, 배터리 관리 시스템(BMS), 속도/페달 센서 등이 허브 안쪽에 모두 포함되었다. 상세한 시스템 설정은 블루투스를 통해 무선으로 조작한다. 기존에는 모두 따로따로 장착해야 한다고 생각했었던 부품들을 한데 모아 바퀴만 장착하면 전기자전거로 변화시킬 수 있는 혁신적인 제품이었다. 이 컨셉을 기반으로 플라이클라이, 일렉트론 휠, 제후스, e-Run Wheel 등의 업체들이 앞다투어 제품을 발표했다.

 

e-Run Wheel을 장착한 폴딩 전기 미니벨로, 벨로 바이크+

어반벨로프로젝트의 벨로 바이크는 심플한 접이식 자전거 콘셉트로 개발된 미니벨로이다. 자전거를 좀 편하게 타고 싶어서, 수년 전의 전동화 키트를 장착했다면 거추장스럽고 복잡한 모습이 원래 콘셉트와는 어울리지 않았을 것이다. 국내 출시된 벨로 바이크의 바이크+는 배터리, 모터, BMS, 센서가 전부 올인원으로 탑재된, e-Run Wheel을 장착한 전기 미니벨로다. 전기자전거이지만 싱글 기어에 조금 큰 허브가 달려있을 뿐, 원래 심플한 모습을 그대로 유지하고 있는 점이 가장 큰 매력이라 할 수 있다.

벨로 바이크+는 프레임 종류에 따라 크로몰리, 티타늄으로 나뉘며, 구동계는 체인방식 외에도 내구성이 높고, 기름이 묻지 않는 벨트 구동방식을 고를 수 있다. 전기자전거에서 중요한 주행거리는 평지 기준 40km 이상 주행이 가능하고, 모터가 동작하는 최고속도는 25km/h에 맞춰져있다. 배터리는 총 410Wh 용량 리튬이온 배터리가 두 개로 나뉘어 들어간다. 배터리가 자전거에 고정된 상태로 어댑터를 연결하여 충전이 가능하고, 스프라켓이 달려있는 모터 허브의 드라이브 사이드 케이스를 열면, 따로 휠에서 분리하여 충전할 수도 있다. 배터리 부분은 고정되어, 주행시 회전 관성에 영향을 주지 않는다.

블루투스 연결을 통한 제어도 편리하다. 배터리 잔량은 물론 페달 보조 단계는 총 3단계로 조절이 가능하다. 체중을 입력하면 소비한 열량도 표시해준다. 하지만 스마트 폰이 꼭 필수인 것은 아니고, 주로 쓰는 페달 보조기능을 설정해놓는다면 항시 스마트폰을 조작할 필요 없이, 페달을 뒤로 돌려 그냥 달리면 된다.

모터는 브러시리스 모터가 내장되어 있고, 최고출력은 330W이다. 콘트롤 패널이 없는데 주행중에 모드 설정은 어떻게 할까? 주행중에 모터의 보조기능을 켜는 방법은 페달을 뒤로 한바퀴 굴리면, PAS 기능이 활성화 되면서 페달링을 보조해준다. 1분 이상 페달링을 하지 않으면 자동으로 절전모드에 진입하여 대기전력 소비를 줄인다. 주행중 페달을 뒤로 한 바퀴 돌리면 꺼지며 휠과 연결된 클러치 연결이 해제된다. 물리적 연결이 끊겼으므로 모터의 저항이 없어 일반 자전거처럼 자유롭게 사용할 수 있게 된다. 또 갑자기 모터가 동작하면서 급발진 하는 상황을 방지하기 위해, 급출발 방지 ‘소프트 스타트’알고리즘이 적용되어 부드럽게 주행을 시작할 수 있다.

 

회생제동시스템이 포함된 벨로 바이크+ ZEHUS

최근 전기차들을 보면 주행거리가 400km를 넘는 등, 1회 충전으로 이동할 수 있는 거리가 비약적으로 늘어났다. 배터리가 커진 것이 가장 큰 이유이겠지만, 여기에는 낮은 구름저항의 타이어와 회생제동장치의 역할도 상당부분을 차지한다. 전기와 엔진을 함께 사용하는 하이브리드 차량에서는 이 회생제동장치를 얼마나 효율적으로 사용하느냐에 따라 연비가 달라진다.

자전거에는 지금까지 대부분 배터리 충전방식만을 사용해왔다. 일단 복잡한 회생제동장치를 추가할 여력이 없었고, 단순히 배터리를 늘려 주행거리를 늘리는 데만 신경쓰다보니 벌어진 일이다. 벨로바이크+ ZEHUS는 1회 충전으로 평지 기준 40km를 달릴 수 있는 것은 여타 전기자전거와 비슷하다. 그러나 회생제동시스템을 장착해, 더 가벼우면서도 효율적으로 달릴 수 있다는 점에서는 최신 전기차와 같다. 그동안 쓸데없이 열과 소리로 낭비되던 에너지를 배터리에 충전해, 좀 더 효율적으로 달려보자는 것이 회생제동시스템이 장착된 벨로 바이크+ ZEHUS의 콘셉트다. 제동시에 손으로 브레이크를 동작시키지 않고, 페달을 뒤로 돌리는 코스타 브레이크를 작동시키면, 배터리에 충전이 되면서 자전거 속도가 줄어드는 ‘회생제동’이 작동한다. 이 회생제동을 얼마나 잘 사용하느냐에 따라서 전기자전거의 주행거리는 크게 향상될 수도 있다.

벨로 바이크+ ZEHUS는 1초에 페달링 토크를 100번 스캔하여, 페달링을 감지하고, 경사도에 따라 모터를 부드럽게, 또는 강하게 동작시킨다. 그래서 더욱 효율적으로 주행할 수 있으며, 블루투스를 통해 모터가 동작하는 모드(강도)를 선택할 수 있다. 극단적으로는 모터가 최대토크로 동작하지만 그만큼 주행거리가 짧아지는 E-Bike모드, 가장 긴 거리를 이동할 수 있도록 최소한의 토크로만 개입하는 Bike+ 모드가 있으며, 여러 단계로 모터 동작 레벨이 나뉘어져 있어 섬세하게 모터 개입정도를 선택할 수 있다.

재미있는 부분은 스마트폰으로 자전거를 잠글 수 있는 부분이다. 따로 자물쇠는 없지만 모터의 클러치를 P위치로 옮겨서, 아예 자전거를 주행할 수 없게 만든다. 만일 벨로 바이크+ ZEHUS를 훔쳐 타고 가려고 해도, 움직이지 못하고 손에 들고 뛰어가야 할테니 방범효과가 충분하다.

완차 무게는 각각 크로몰리 프레임이 13.9kg, 티타늄 프레임이 12.9kg이다. 브러시리스 모터가 장착되어 있으며, 모터 출력은 유럽기준인 250W이다. 배터리는 160Wh가 내장되어 있다. 출력이 작다고 생각할 수도 있지만, 무게가 상대적으로 가볍고 패키징 크기도 작아 그냥 모터 보조 없이 자전거로만 타더라도 괜찮은 무게이다. 벨로 바이크+ ZEHUS는 국내에서는 아직 발매되지 않았지만, 효율을 더 중요시하는 시대인 만큼 곧 만나볼 수 있지 않을까?

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