[현장]현대차가 아이오닉 5N에 적용한 신기술은?

[서울=뉴시스]강주희 기자 = "전동화가 어떤 식으로 N브랜드에서 진화될 수 있을지 상상하고 고민했다. 상품을 개발하고 연구소에서 기술을 연마하면서 들었던 생각은 우리는 이 차로 고성능 전기차 시장에 새로운 기준을 제시할 수 있다는 자신감을 갖게 됐다. 그래서 태어난 모델이 바로 아이오닉 5 N이다."

14일 서울 마포구 레이어 11에서 열린 현대차 '아이오닉 5 N 테크 데이' 박준우 N 브랜드 매니지먼트 상무는 고성능 전기차 아이오닉 5 N에 적용된 전동화 기술을 이렇게 말했다. 지속적인 전동화 기술 개발을 통해 전기차 시장을 넘어 고성능 전기차 시장에서도 입지를 다지겠다는 포부도 덧붙였다.

현대차는 이날 행사에서 N 브랜드가 추구하는 3대 핵심 요소인 ▲레이스 트랙 주행능력 ▲곡선로 주행능력 ▲일상의 스포츠카를 바탕으로 아이오닉 5 N에 탑재된 핵심 기술과 작동 방식을 소개했다. 발표는 현대차 남양연구소 고성능 차량 개발 담당 연구원들이 직접 나섰다.

현대차가 개발한 아이오닉 5 N은 고성능 사륜구동 시스템을 바탕으로 최고출력 650마력, 최대토크 770Nm 성능을 발휘한다. 역동적인 주행 성능을 극대화하기 위해 새로 개발된 4세대 고전압 배터리셀과 고성능 열관리 제어시스템 등을 집약한 것이 특징이다.

아이오닉 5 N에 최초 적용된 4세대 고전압 배터리셀은 고성능 주행과 충전 제어가 가능한 BMS(배터리 관리 시스템)를 탑재하고 열폭주 지연 강화 설계를 적용해 안정성을 높였다. 또한 배터리 케이스와 냉각 채널을 일화시켜 냉각 성능을 강화하고 시스템 구조를 단순화 시켰다.

고성능 열관리 제어 시스템인 N 배터리 프리컨디셔닝은 주행 시전 전 적합한 온도로 배터리를 냉각하거나 예열해 최적의 주행 조건을 제공하는 기능이다. 단기간 최대 출력을 내기 위한 '드래그 모드'와 장시간 고부화 주행을 위한 '트랙 모드' 등 두가지 모드가 있다.

드래그 모드 선택 시 배터리 온도를 최대 가속을 위한 적정 온도인 30~40도 사이로 조절하며, 트랙 모드를 선택할 경우 오랜 주행에도 배터리 온도가 크게 오르지 않도록 20~30도 사이로 온도를 조절한다. 특히 트랙 모드는 충전과 주행을 반복하는 상황에서 충전 속도를 조절해 배터리 온도 상승을 최소화시켜 빠른 시간 내 주행을 다시 이어갈 수 있도록 한다.



N 레이스는 주행 목적에 맞는 최적의 성능을 제공하는 기능이다. 스프린트 모드와 엔듀런스 모드로 구성되며 둘다 모터와 배터리의 냉각을 강화하고 배터리 최대출력 범위를 확장해 트랙 주행 시 발생할 수 있는 출력 제한을 최소화했다.

현대차는 또 아이오닉 5 N에 회생제동을 극대화하는 N브레이크 리젠을 탑재해 기계식 브레이크의 사용 빈도를 줄이면서도 전반적인 제동 성능을 한층 강화했다.

N 브레이크 리젠은 최대 0.6G1의 고감속 영역까지 에너지 회수가 가능한 회생제동 시스템으로 전후륜 모터 동시 제어가 가능하며 환경에 따라 회생제동 비율을 가변적으로 제어할 수 있다. 또한 주행 상황별로 특화된 회생제동 모드를 적용해 트랙 주행과 일상 주행에 맞는 제동 성능을 발휘한다.

손정기 고성능차설계팀 책임연구원은 "2021년 아이오닉 5 N의 성능 목표를 독일 뉘르부르크링 1랩 이상 주행을 가능하게 하라'는 지시를 받았을때 모두가 불가능하다고 했다"며 "수많은 고민 끝에 회생제동이라는 해답을 찾았다. 이것이 N 브레이크 리젠의 시작"이라고 말했다.

현대차는 아이오닉 5 N에 코너링 성능을 극대화한 N 페달 기능도 탑재했다. 전륜 휭 강성을 15% 높여 차량의 선회 반응성과 한계 성능을 끌어올리고, 후륜의 크로스 멤버 및 서스펜션 암 보강을 통해 후륜 휭 강성을 16% 향상시켰다. 아울러 후륜 휠하우스 안쪽의 차체를 보강해 기존 아이오닉 5 대비 비틀림 강성을 11% 증대했다.

이를 통해 운전자가 N 페달 사용 시 가속 페달에서 발을 떼면 빠르게 감속하면서 신속한 하중 이동과 민첩한 선회 거동으로 날카로운 코너링을 경험할 수 있다. 김건우 고성능차시험팀 책임연구원은 "1~3 단계까지 선택할 수 있는 N 페달은 단계에 따라 더욱 빠르고 민첩한 코너 주행이 가능하다"며 "고성능 전기차에서 경험할 수 있는 특별한 주행"이라고 말했다.


아이오닉 5 N에서 빠질 수 없는 기술은 또 하나 있다. 바로 사운드와 변속감이다. 현대차는 내연기관차에서 느낄 수 있는 사운드와 변속감을 아이오닉 5 N에서도 경험할 수 있도록 N 액티브 사운드 플러스 기술을 탑재했다.

N 액티브 사운드 플러스는 RPM와 속도, 토크 등의 주행정보를 바탕으로 고성능 전기차에 최적화된 가상 사운드를 제공하는 시스템이다. 아이오닉 5 N에는 현대차 최초로 프렁크 스피커와 후방 스피커를 넣고, 실내에 8개의 스피커를 적용해 차량 내부는 물론 외부에서도 가상 사운드를 들을 수 있게 했다.

N e-쉬프트는 운전자에게 변속감은 물론 기어단에 따라 달라지는 엔진 브레이크 느낌과 공회전 시의 엔진 거동도 구현한다. 또한 드라이브 모드에 따라 변속감과 변속 패턴이 달라지며 특히 N 모드에서는 레이스카와 같은 역동적인 변속감을 제공한다.

장영일 책임연구원은 "드라이빙은 A지점에서 B지점으로 단순히 이동하는 것이 아닌 운전의 즐거움을 추구하겠다는 철학을 담고 있는 것이 N브랜드의 슬로건"이라며 "백번 말씀드리는 것보다 직접 아이오닉 5 N를 타보면 진짜 내연기관차를 운전하는 듯한 감각을 느낄 수 있을 것"이라고 했다.

현대차는 2018년 글로벌 고성능차 시장을 공략하기 위해 고성능산업부를 신설했다.

이후 고성능차 전문가들을 영입해 기술 개발에 박차를 가한 노력 끝에 2017년 N 브랜드의 첫 모델인 i30N를 출시했다.  밸로스터, 아반떼, 코너 등으로 N 브랜드 라인업을 확대했고, 지난 7월에는 영국 굿우드 페스티벌 오브 스피드에서 아이오닉 5 N를 공개하며 고성능 전기차의 가능성을 알렸다.


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