마일드 하이브리드로 나아가는 아우디

새로운 전기모터 기술이 보다 진보된 휘발유 하이브리드 파워트레인을 위한 길을 닦는다 
 

아우디 고위 관계자들이 〈오토카〉에 밝힌 바에 따르면, 아우디는 실제 연비를 높이고 배출가스를 줄이기 위한 방법으로 전기화(化)에 미래를 걸고 있다. 이러한 움직임은 아우디로 하여금 고도로 발전한 서스펜션 혁신을 이루게 했고, 단순한 주행 보조에서 한 걸음 더 나아간 자율 제어 기술을 선보이도록 했다. 

변화의 물결은 ‘마일드 하이브리드’를 향해 빠르게 흘러가고 있다. 한편으론 보다 전통적인 플러그인 하이브리드가 A1, A3, A4 같은 소형 모델들에서 디젤 엔진의 비율을 낮추는 결과를 가져올 것이다. 또한, 휘발유 하이브리드 엔진으로의 이동은 아우디가 새로 개발한 ‘효율 예상 보조’ 기술을 활용하도록 할 것이다. 효율 예상 보조 시스템은 효율성을 극대화하기 위한 동력원 선택에 지도 정보와 실시간 교통정보를 활용한다. 
 

이런 모든 것들을 가능케 한 비결은 마이크로 하이브리드 시스템의 일종인 통합시동발전기(ISG) 채택에 있다. ISG는 스타트모터처럼 작동하지만 구동벨트를 통해 크랭크샤프트로 토크를 보내 엔진을 보조할 수도 있는 대형 전기모터다. ISG에는 별도로 소형 리튬이온 배터리가 달렸다. 

아우디는 ISG가 일반적인 12V(볼트) 전기 계통에서 작동하도록 개발했다. 덕분에 현행 A1이나 A3에도 달 수 있다. ISG는 시속 14km 미만이 되면 엔진을 끄고, 고속 항속 중에는 동력을 쓰지 않고 관성으로 움직이도록 한다. 이를 통해 연비 수치를 크게 끌어올린다. 새로 개발한 ISG를 적용한 첫 차는 2017년에 나올 것으로 예상된다. 현행 A3 1.4 TSI 울트라의 연비는 21.2km/L다. 하지만 12V ISG 시스템은 23.0km/L까지 올린다. 또한, 코스팅 주행과 에너지 재생을 통해 실제 연비는 실험실 수치보다도 훨씬 높을 것이다. 
 

아우디는 더욱 강력한 48V ISG 시스템도 개발 중이다. 12V와 48V 방식을 혼합한 첫 시제품은 올해 말 전에 나올 것으로 보인다. 48V 시스템은 1.5마력에서 16마력으로 훨씬 강력하고, 최대 30초까지 엔진 도움 없이 달릴 수 있다. 

48V 시스템을 시판 모델에 전면적으로 적용하는 2017년에는 두 종류의 전동식 과급기도 적용하게 된다. 첫 번째는 전기모터 힘으로 직접 터빈을 돌리는 방식으로, 아주 낮은 엔진회전수에서도 부스트 압을 제공할 수 있다. 두 번째 타입은 RS5 TDI 콘셉트를 통해 이미 선보인 것으로, 저회전에서는 전기모터로 공기를 압축한 뒤 압축 공기를 터보차저로 밀어 넣는 방식이다. 
 

12V 시스템보다 4배 강력한 48V ISG는 새로운 개념의 서스펜션 개발도 가능케 했다. 먼저 시장에 나올 것은 액티브 안티롤 바 시스템이다. 소형 모터로 작동하는 유성 기어를 사용해 안티롤 바를 독립적으로 연결하거나 분리한다. 안티롤 바를 분리하면 승차감이 좋아지고, 연결하면 코너에서 언더스티어와 롤이 줄어든다. 

eROT라는 전기-기계식 댐퍼도 있다. 양산까지는 아직 더 기다려야 한다. 크기가 작고 원통형인 eROT는 앞으로 유압식 댐퍼를 대체하게 될 것이다. eROT는 공간을 많이 절약할 뿐만 아니라, 팽창력과 압축력 모두 아주 큰 폭으로 독립적으로 설정할 수 있다. 댐퍼는 위아래로 움직이며 전기를 생산한다. 요철이 많은 곳에서는 더 많은 양의 전기를 생산할 수 있다는 뜻이다. 아우디에 따르면, eROT가 CO₂ 배출량을 최대 3g/km까지 줄인다고 한다. 

 

■ 수소로 달리는 아우디 A7을 시승했다 
 

아우디는 최근 수소로 가는 A7 수소연료전지 프로토타입을 견본으로 〈오토카〉에 내어줬다. A7 h-트론은 연료전지를 주 동력원으로 삼고, 8.8kWh 리튬이온 배터리가 보조한다. 수소 저장탱크는 센터 터널 안과 앞뒤 차축 뒤쪽에 자리 잡았다. 전기모터 2개가 동력을 네 바퀴로 보낸다. 각 모터는 85마력, 27.5kg.m의 힘을 발휘한다. 
 

h-트론의 실내는 일반 A7과 거의 같다. 차를 몰기 시작해도 실내는 적막하다. 송풍기가 연료전지 스택에 공기를 공급하는 윙윙거리는 희미한 소리가 실내로 유입되는 유일한 기계음이다. 예상하는 대로 A7 h-트론은 빠르고, 매끄러우며, 균형이 잘 잡혔다. 밸런스가 좋은 이유는 네바퀴굴림이기도 하고, 구동계를 구성한 여러 요소가 차 전체에 고루 분포된 덕분이다. 

A7 h-트론은 테슬라 모델 S만큼 미친 듯이 빠르진 않다. 하지만 수소로 달리는 고급차가 생각보다 우리 곁에 가까이 와 있음을 증명하고 있다. 

 

■ 아우디의 자율 구동계 기술 
 

하이브리드와 전기화로 향하는 아우디의 움직임은 자율 구동계 제어로 가는 거대한 흐름의 일환이다. ‘효율 예상 보조’ 시스템은 오는 3월 유럽에 출시될 Q7 e-트론을 통해 첫선을 보인다. 

효율 예상 보조 시스템은 위성 내비게이션의 3차원 지리 정보와 인터넷을 통한 실시간 교통 정보를 이용한다. 운전자가 내비게이션에 목적지를 입력하면, 시스템은 하이브리드 구동계의 제어를 떠맡는다. 

엔진을 돌릴 때, 엔진과 전기모터를 함께 사용할 때, 전기모터만 쓸 때, 그리고 나중에 전기로만 주행할 때를 대비해 배터리를 충전할 때를 스스로 예측하고 판단한다. 

아우디 기술진은 이러한 자율 제어가 경제성을 극대화할 것이라고 믿고 있다. 도심과 마을을 통과할 때는 알아서 무공해 모드로 주행할 것이라고. 아마 실제 연비도 크게 오를 것이다.