전기차가 도래되면서 점점 기술력은 발전하고 있다. 그 중에서 현재 가장 많은 사람들의 관심사는 '전기 충전속도' ,'1회 충전시 운전가능 거리'가 가장 중요한 변수로 작용하고 있다.
그렇다보니 이런 주행거리를 늘리기 위해서 많은 완성차에서 노력중에있고, 꾸준히 배터리 성능과 다른 기계적 성능을 향상시키기 위해서 노력중이다.
이런와중에, 아우디에서 에너지 회수 시스템이라는 것을 발전시켰고, 이번 e-트론에서도 적용시킨 모습을 볼 수가 있다. 2020년 상반기에만 글로벌 시장에서 1만 7,641대의 판매량을 기록했다.
미국시장에서 전년 대비 50% 이상의 판매량을 증가시켰다. 쟁쟁한 많은 완성차들이 버티고 있지만, 전기차가 부족했던 요소들을 채워 주길 바라는 소비자 요구에 부응한 결과로 평가를 받고 있다.
아무래도 그 중에서도 에너지 시스템의 비전을 보여준 점이 가장 큰 어필 포인트라 할 수 있을 것이다. 배터리 기술과 구동 및 전장 제어 기술이 결합된 아우디 e-트론의 에너지 회수 시스템이 대표적이라고 하겠다.
100 ▶ 0 km/h 제동 에너지의 70%를 살린다?
전동화 파워트레인에서 가장 특징적인 면이 모터의 특성을 활용한 에너지 회수다. 전자석 원리를 활용한 모터는 극성의 변화에 따라 방전과 충전 두 가지 역할을 다 할 수 있는데, 하이브리드, 플러그인 하이브리드에서 흔히 볼 수 있는 방식이다.
48V 배터리 기반의 마일드 하이브리드 시스템은 구동모터를 활용하는 것이 아닌 별도의 제너레이터를 통해 감속이나 제동과정에서 에너지를 재생한다고 한다.
아우디 e-트론은 두개의 전기 모터와 전자식 콰트로를 탑재한 새로운 구동 시스템을 재현시켰다. 강력한 주행 성능에 충실하면서, 전자식 콰트로를 기반으로 네 바퀴로부터 에너지를 회수해 높은 에너지의 효율성을 갖췄다.
말 그대로 아우디 e-트론은 운전자가 가속 페달에서 발을 뗐을 때와 브레이크 페달을 밞아 제동할 때 모두 에너지를 회수한다는 것이다.
두 경우 모두에서 전기 모터가 발전기 역할을 해 운동 에너지를 전기에너지로 변환 시킨다. 100km/h에서 제동 시 최대 300Nm의 토크와 220kW의 에너지를 회수한다.
해당 조건에서 발생하는 에너지의 70% 이상에 해당하는데, 어떤 양산형 전기차에서도 쉽게 볼 수 없었던 수치다.
회생 제동 만으로 최대 0.3g의 감속도를 만들어내는데, 일상 주행 시 해당동작의 90%에 해당된다. 고전압 배터리는 발전기 역할을 하는 전기 모터에 의해 충전된다.
에너지 회수 시스템을 통해 주행 가능거리를 최대 30%까지 향상시킨다. e-트론의 유저들이 실제 전력 소모량과 주행거리를 대해 만족하는 이유도 바로 이 덕분이라고 하겠다.
포뮬러 e 기반 '브레이크 - 바이 - 와이어' 시스템은 사람들이 우려하는 것 중에 하나인 에너지 회수 및 회생 제동의 감각과 브레이크 기반의 일반적인 제동 시스템 사이의 이질감이었다.
아우디 e-트론은 전자제어로 작동하는 유압식 브레이크와 협응을 통해 어색함을 최소화시켰다. 이것은 가능한 것은 순수 전기로 구동되는 양산차 중에서 최초로 개발된 '브레이크 - 바이 - 와이어' 시스템 덕분이다.
말 그대로 '바이 - 와이어'라는 전기신호를 활용한 제어를 말한다. 브레이크의 피스톤을 작동하게 하는 힘이 브레이크액의 유압인데, 이것을 조작하는 데 물리적인 조작이 아닌 전기신호로 네 바퀴의 회생 제동을 제어해 90% 이상의 감속 상황에서 에너지를 회수한다.
▶ '브레이크 - 바이 - 와이어' 시스템 구동영상 확인
큐레이터의 역할로써 이런 기술력을 볼 때면 정말 감동을 넘어서 나를 자극하게한다. 엔지니어로써 이런 기능들의 볼 때면 정말 멋지다는 생각이들고, 감사하다는 생각을 하게 된다.
에너지 회수 시스템을 또 어디에서 얻어낼지 궁금해진다. 자동차 천장에 태양열을 붙여서 충전하는 방식도 나오고 있지만 많이 미비하다고 한다 그런 에너지 흡수 능력을 올려도 괜찮겠다는 생각이든다.
이렇듯 꾸준히 환경을 위해서 기술력은 점점 진보하고 있고, 완성차들이 노력을 하고 있다. 필자 또한 자율주행에 대한 미래 지향적인 안전벨트를 개발하기 위해서 노력을 하고 있다.
차량 실내에 레이아웃들이 많이 변화하고 있기 때문에 그런 부분에 대해서 벨트의 역할을 어떻게하면 정확하게 기능을 할 수 있을지에 대한 고민들이 꾸준히 이어지고 있다.
생각보다 많은 기술력이 빠르게 흘러가고 있고, 개발도 진행중이다. 사람들의 생명을 다루는 만큼 이런 기술력들이 많이 개발되고, 삶이 좀 더 윤택해졌음 하는 바램입니다.
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