아우디가 오는 8월, 순수 전기 SUV ‘e-트론’(e-tron) 출시를 앞두고 배터리 및 충전 시스템 기술의 세부 사항을 먼저 공개하며 분위기를 띄우고 있다. 베를린에 있는 지멘스 엔지니어링 센터에서 아우디는 임펄스 발생기에서 방출된 50만V에 달하는 엄청난 전압을 e-트론에 가했다. 임펄스 발생기는 보통 전자 스위치기어가 튼튼한지 시험하는데 사용하는 실험실 장비다.   

아우디는 “2초 동안 고전압 전기를 가한 것은 일반적인 테스트가 아니라 첫 번째 장거리 순수 전기차의 긴 수명을 증명하고자 하는 상징적인 실험”이라고 강조했다. 아우디는 e-트론 양산차에 전기모터 2개(앞뒤 구동축에 1개씩)를 달기로 확정했다. 원래 콘셉트카는 앞 1개, 뒤 2개를 적용한 구성이었다. 배터리는 용량 95kWh로 파우치형 셀이며 삼성SDI와 엘지화학에서 공급받는다. 

아우디는 e-트론이 시장에 나온 전기차 중 최대 150kW급 고속충전기로 충전할 수 있는 최초의 전기차라고 강조한다. 참고로 테슬라 슈퍼차저 전력은 145kW며, 2단 충전기는 차 1대당 최대 전력이 120kW다. 지난 2015년 e-트론 콘셉트를 발표했을 때 최대 충전 전력은 300kW였다. 아우디는 콘셉트카와 비교했을 때 절반으로 줄어들었지만 앞으로 기술 개발을 통해 800V/300kW급 충전기로 충전할 수 있도록 만든다는 계획이다. 

 

배터리 냉각

아우디는 “리튬이온 배터리는 사람과 비슷하다. 작동 범위가 0~40°C이므로 최상의 성능을 위해 따뜻하게 만들고 또 냉각시켜야 한다”고 말한다. 그래서 리튬이온 배터리 모듈 아래 기존의 라디에이터에 물을 흘려보내는 복잡한 격자 형태의 냉각 장치를 부착한다. 열 관리는 사실상 에어컨이라 할 수 있는 냉난방 시스템을 통해 이뤄진다. 더운 날씨에 냉각 성능을 높이기 위해 냉각 회로에 연결된 열 교환 판을 라디에이터 앞에 설치한다. 추운 날씨에는 냉난방 시스템의 열 순환이 반대로 돼 물 회로를 따뜻하게 만들고 배터리 팩을 가열한다.

배터리 모듈

모든 배터리 모듈에는 60Ah 파우치형 셀 12개가 들어간다. 이는 닛산 리프보다 2배 더 높고 테슬라 모델 S와 X에 들어가는 원통형 배터리 셀보다 10배 더 높다. 아우디는 파우치형 셀을 넣어 만든 배터리 모듈이 테슬라의 것보다 포장 및 냉각에 유리하다고 생각한다. 모양도 사각형이라 더 효율적으로 결합할 수 있고 냉각이나 가열하는데 더 넓은 표면적을 제공한다.

배터리 패키지

아우디 e-트론의 배터리 팩은 무게가 700kg이며 긴 모듈 36개로 구성된다. 그중 32개는 앞뒤 구동축에 달린 충돌 시험을 통과한 주조 알루미늄 케이스 안에 들어가 있다. 4개는 뒷좌석 아래 있는 하우징에 배치된다. 파우치형 셀은 동유럽에서 만들고 이를 모듈로 만들어 브뤼셀에 있는 e-트론 생산 공장으로 옮긴다. 이곳에서 마지막으로 조립해 95kW 배터리 팩을 완성한다.  

 

충전 네트워크: e-트론 카드

아우디는 테슬라 슈퍼차저에 대응하기 위해 유럽 전역에 원활한 충전 네트워크를 구축해야 한다는 것을 잘 알고 있다. 따라서 아우디는 유럽 전역에 8만 개로 추정되는 공용충전기를 ‘e-트론 차징 서비스’(e-tron Charging Service)라는 이름의 전자태그 카드 1장으로 최대한 많이 사용할 수 있게끔 협상을 진행하고 있다. 요하네스 엑스타인(Johannes Eckstein) 아우디 전기차 시장 부문 사장은 e-트론이 고객한테 인도되는 2019년 초까지 유럽에 있는 공용충전기 중 약 6만5000대를 활용할 수 있을 것으로 확신하고 있다. 아우디는 아직 요금을 부과할지 여부는 결정하지 못했다. 

 

직류/교류 충전기

아우디 e-트론도 다른 전기차처럼 직류와 교류 방식으로 모두 충전할 수 있다. 교류 방식은 가정 및 완속 충전기용으로 e-트론에는 11kW 충전기가 기본으로 장착된다. 충전 시간을 반으로 줄여주는 22kW 충전기(사실상 11kW 충전기 2개라 할 수 있다)는 옵션이다. 아우디가 자랑하는 것은 150kW 직류 방식이다. 아우디에 따르면 업계 최고 수준의 기술이며 30분 만에 80%까지 충전한다. 복합 충전 포트는 전동 플랩 도어 아래쪽에 배치됐다. 옵션으로 운전자 쪽에 직류 충전 포드를 별도로 달 수 있다. 오른쪽이 운전석에 있는 버전 또한 같은 형식이다. 아우디는 가정용 교류 충전을 위해 업그레이드된 스마트 차징 컨트롤러를 제공한다. 이는 주 충전기와 태양광 패널을 모두 사용해 전력을 공급하고 수요를 관리한다.