아우디가 제2의 A1 e-트론 컨셉트를 선보였다. 주행반경 확대 원리와 재래식 플러그인 하이브리드의 가장 좋은 점을 합쳤다.

2010년 아우디는 처음으로 e-트론 컨셉트를 내놨다. 지금까지 5만km를 달린 주행반경 확대 프로토타입은 소형 배터리팩(주행반경 50km)과 앞바퀴를 굴리는 102마력 전기모터를 짝지었다. 게다가 소형 254cc 방켈 로터리 엔진/발전기가 지원했다. 트렁크 바닥 아래 놓인 이 엔진은 20.4마력을 내고 주행반경을 193km 늘렸다.

e-트론 컨셉트의 최신형은 ‘듀얼모드’ 하이브리드. 완전신형 1.5L 3기통 엔진은 출력 130마력에 토크 20.3kg‧m. 거기에 68마력/21.4kg‧m의 전기 모터가 합세한다. 이 모터는 주로 스타터와 발전기로 쓰이지만 휘발유 엔진을 지원할 수 있다.

전기모터가 더 큰 제2호는 117마력과 25.4kg‧m. 배터리만으로 90km를 달리는 저력을 발휘한다. 이 모터의 동력은 바로 1단 기어박스로 들어가고, 다시 A1의 앞바퀴를 굴린다. 엔진+발전기와 주력 전기모터 사이에는 간단한 클러치가 하나 있다. 드라이브트레인의 다른 부분과 엔진을 연결 또는 단절한다.

최고 시속 55km까지 올라가는 도시 모드에서 A1은 주력 전기모터와 배터리팩으로 달린다. 만일 배터리 전력이 약화되면 엔진(발전기 역할도 하는)에서 나오는 전력이 모터를 돌린다. 순수 전력모드는 시속 130km까지 낼 수 있다. 한데 시속 55km부터 클러치를 통해 엔진이 바로 기어박스를 움직인다. 이때 더 작은 전기모터의 도움으로 연료소비를 줄이고 급가속을 돕는다. 시속 130km 이상으로 올라가면 엔진이 동력을 모두 떠맡는다.

<오토카>는 아우디 기술진이 말하는 ‘개발 전단계’ 프로토타입을 시승할 기회가 있었다. e-트론 프로토타입은 양산 A1과 똑같았고, 트렁크 공간도 작아보이지 않았다. 그처럼 작은 차에서 정말 인상적이었다.
e-트론은 배터리 전력으로 소리없이 출발했다. 전기모터는 1단 박스형답게 토크 전달이 매끈했다. 시속 55km를 넘자 3기통 엔진이 운전자도 모르게 기어박스와 어울렸다. 엔진은 클러치를 연결하기도 전에 돌기 시작한 것이다. 급가속하면 뚜렷이 드르릉거렸지만 저절로 매끈하게 세련되게 끌어나갔다.

메이커 자료에 따르면 e-트론은 176마력에 0→시속 100km 가속에 9.0초 미만. 실제로 A1 e-트론은 그보다 빠른 느낌이 들었다. 두 동력원이 함께 가동하면 탁트인 도로에서 거짓말처럼 빨랐고, 시가지 속도에서는 인상적으로 매끈하고 세련됐다. 신형 앞바퀴굴림 하이브리드는 현단계에서도 프리우스의 재래식 하이브리드와 고속 모터 지원을 받는 볼트의 주행반경 확대형보다 우수했다.

A1 e-트론은 비교적 단순한 엔진, 전기모터와 1단 기어박스를 아울렀다. 동시에 현행 양산 하이브리드보다 값이 싸다. 가능하면 빨리 아우디가 양산에 들어가기 바란다.

Audi iHEV(Intelligent Hybrid Electric Vehicle) 지능형 하이브리드 전기차
요즘 나온 차에는 스톱/스타트가 친숙한 장비다. 아우디는 한 걸음 더 나아갔다. 차의 관성과 중력을 이용하여 연료를 쓰지 않고 차를 움직일 때는 엔진을 끌 수 있다.

지능적 하이브리드 전기차(iHEV) 컨셉트는 아우디 A6을 바탕으로 한다. 리튬이온 배터리가 전력을 공급하는 특출한 48V 전기시스템을 쓴다. 그러면 벨트 구동식 시동모터에 전력을 공급하고 단시간에 엔진을 돌린다. 프로토타입으로 잠깐 몰아봤을 때 관성모드에 아주 빨리 들어갔고, 재출발이 아주 매끈하여 인상적이었다.

iHEV는 아우디의 예상효율지원(PEA)과 힘을 합친다. 역시 ‘개발 전 단계’인 PEA는 위성정보를 활용한다. 거기에는 도로 경사와 속도제한 정보가 들어있어 연료소비를 줄일 대책을 세울 수 있다.

예를 들어, PEA는 속도 정보를 이용하여 타이어저항과 도로 경사를 계산한다. 그러면 운전자가 액셀에서 발을 떼어 엔진을 정지한다. 그래서 속도제한 구간에 도달할 때 정확한 속도를 유지할 수 있다. 아울러 액티브 크루즈 컨트롤(ACC)과 함께 써서 자동적인 조절능력을 끌어올린다.

아우디는 ‘꼬부랑 시골길’에서 iHEV 프로토타입을 시속 60km로 몰았다. 엔진 정지와 관성주행 기능만 살렸을 때 전 구간의 28%에 걸쳐 엔진이 멈췄다. PEA를 작동했을 때는 놀랍게도 43%에 이르렀다. 연료소비는 10%나 줄었고, 주행시간은 꼭 2분, 3%가 늘었을 뿐이었다.

Audi electric bi-turbo (아우디 전기 바이터보)
액셀을 밟은 뒤 터보가 발동하는 간격 즉 터보렉을 줄이는 것이 지난 30년간 기술진의 핵심 과제였다. 충분한 배기가스를 터보에 주입하여 유용한 추진력을 빨리 끌어내야 하기 때문이었다. 그러나 엔진이 저회전일 때는 이 일을 할 만큼 배기가스가 나오지 않는다. 2개 터보를 이용하여 이 문제를 일부 해결했다. 배기가스가 덜 드는 보다 작은 터보는 저회전대에 가동한다. 그러면 더 큰 터보가 일을 시작할 때까지의 간격을 메워준다.

아우디는 그런 장치를 신형 3.0L V6 TDI 바이터보 엔진에 들여놨다. 한데 지금 아우디는 전기 바이터보라는 새로운 세팅을 개발하고 있다. 이 V6 디젤은 재래식 배기구동 터보와 소형 전기모터 구동식 터보를 함께 쓴다.

전기 터보는 재래식 터보와 인터쿨러 아래쪽에 자리 잡고, 대체로 작동하지 않는다. 한데 저속(특히 정지)에서 주력 터보가 내뿜는 기류를 전기 터보를 통해 방향을 바꾼다. 그러면 고속에서 전력에 휘둘려 엔진으로 들어간다.

A6 프로토타입은 극적으로 효율적인 전기 바이터보 세팅을 보여줬다. 전기 터보를 작동하여 정지 출발할 때의 토크 부스트는 슈퍼카에 버금가는 성능을 발휘했다. 전기 터보가 주력 터보에 역할을 넘겨줄 때 토크 전달이 희미하게 떨어졌다. 하지만 전기 터보는 터보 엔진의 성능을 크게 바꾸는 게 분명했다.