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현 시점에서 BMW 파워트레인의 방향성

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2017-10-31 17:13:18

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상황이 예상보다 빠른 속도로 변하고 있는 것처럼 보인다. 쏟아지는 뉴스가 전동화이고 커넥티비티와 자율주행차와 관련된 소프트웨어로 채워지고 있기 때문이다. 그러나 들여다 보면 다른 내용이 보인다. 기술을 주도하는 메이저 업체들이 크게 방향전환을 한 것처럼 보이지만 사실은 이미 추진해 오던 것에 속도를 내는 것일 뿐이다. BMW의 최근 실적과 전동화 관련 행보를 통해 파워트레인의 미래를 짚어 본다.

 

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 기자)


지금의 전동화 바람은 2007년 프랑크푸르트오토쇼에서 독일 메이커들에 의해 시작됐다. BMW 는 2007년 중반에 배터리 전기차 개발을 위한 프로젝트-i를 시작했다. 프로젝트-i의 목표는 안전을 바탕으로 BMW의 독자성을 잃지 않으면서 수익성도 낼 수 있어야 한다는 것이다. 그를 위해 새로운 기술로 업계를 리드해야 하며 미래지향적인 회사로서의 이미지를 제고한다는 것이었다.

 

BMW가 배터리 전기차에 대한 연구를 시작한 것은 1972년부터다. 당시에는 납 전지를 이용한 배터리를 사용했었다. 전기차에 대한 반응이 좋지 않았지만 또 다른 파워트레인으로 연구는 계속했다. 그리고 리튬 이온 배터리가 등장하면서 배터리 전기차에 대한 새로운 조명이 시작됐다. 매번 다양한 형태의 시작차를 만들어 실험을 하던 것을 2007년 프로젝트i를 계기로 본격적으로 뛰어들었다. 크게는 대도시용 자동차로서의 전기차의 유효성을 상정하고 그에 맞는 전기차를 개발한다는 것이다.
 
배터리 전기차는2009년 오바마의 그린 뉴딜 정책이라는 정치적 이슈로 부각되면서 디트로이트 메이커들의 돌파구 차원에서 화두로 떠 올랐다. 여기에 테슬라가 등장하면서 많은 관심이 쏠렸다. 2013년 BMW의 i 브랜드가 등장하면서 사람들은 전동화차를 다른 눈으로 보기 시작했다.

 

극적인 계기는 폭스바겐 디젤 스캔들이다. 워낙에 큰 이슈였기 때문에 기술적인 내용과는 관계 없이 심각한 환경 문제와 맞물려 ‘무공해차’는 필연적인 과제로 자리잡았다. 하지만 우리가 말하는 배터리 전기차는 완전 무공해차가 아니다. 화석연료와 핵발전으로 생산한 전력을 동력원으로 사용하기 때문이다.

 

어쨌거나 디젤 스캔들로 신뢰성에 가장 큰 타격을 받을 것이라던 폭스바겐의 실적이 극적으로 바뀌지는 않았다. 독일 자동차회사의 이미지 실추로 큰 영향을 받을 것이라던 프리미엄 3사의 실적은 오히려 고공 행진 중이다.

 

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예를 들어 BMW 그룹의 2017년 1~9월 글로벌 신차 판매 실적대수는 전년 동기 대비 3.7% 증가한 181만 1,234대로 사상 최대를 기록했다. 이는 6년 연속 전년 실적을 웃도는 것이다. 2016년 판매대수는 236만 7,603대였다. BMW 브랜드는 3.9% 증가한 153만 7,497대였다. BMW 브랜드만으로 200만대 돌파도 가능할 기세다. 시장별로는 중국을 포함한 아시아 전체가 13.2% 증가한 62만 287대가 판매되었다. 이 가운데 중국은 전년 동기 대비 15.2% 증가한 43만 6,657대였다.

 

모델별로는 신형 '7 시리즈'가 14.7% 증가한 4만 7,880대가 팔려 플래그십 대형 세단으로서의 존재감을 확인해 주고 있다. 소형차인 1 시리즈도 10.8% 증가한 14만 3,018대가 팔렸다. SAV 도 12.5% 증가한 52만 2,360대가 판매됐다.

 

또 하나 주목을 끄는 데이터는 전동화차 판매대수다. BMW 그룹의 2017년 상반기 전동화차 (EV와 플러그인 하이브리드 자동차) 글로벌 신차 판매 대수는 79.8% 증가한 4만 2,573대였다. BMW 그룹의 2016년 전동화차 판매는 6만 2000대 이상을 기록했었다. BMW그룹은 올해 전기차의 글로벌 누적 판매 대수가 20만대에 달할 것으로 전망했다.

 

BMW 그룹의 전동화차는 'i'브랜드의 BEV 'i3'와 PHEV 스포츠카 'i8'이 있다. 또한 BMW 브랜드는 '2시리즈 액티브 투어러', '3시리즈', '5시리즈', '7시리즈', 'X5'등에 플러그인 하이브리드 모델인 '아이퍼포먼스(iPerformance)’가 있다.

 

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BMW의 플러그인 하이브리드 모델은 2016년 중반 당 해 생산분이 이미 모두 팔린 기록이 있을 정도로 시장에서 반응이 좋다. BMW의 PHEV는 특히 유럽에서 인기가 높다. 이는 각국 정부가 인센티브 등의 지원책과 함께 충전소 등 인프라 정비에 힘쓰고 있기 때문이다.

 

BMW가 이처럼 플러그인 하이브리드 전기차를 내 세우는 것은 다른 메이커들과 마찬가지로 이산화탄소 규제에 대응하고자 함이다. 예를 들면 EV모드 항속거리를 25km로 설정한 PHEV의 CO2 배출량은 규제상으로는 1/2로 계산된다. PHEV의 판매 확대는 CO2 배출량 저감에 절대적인 효과가 있다는 얘기이다.

 

물론 전기모터를 사용하지 않고 효율성을 높이는 시스템 도입도 박차를 가하고 있다. 48V 시스템을 중심으로 하는 마일드 하이브리드 시스템이 그것이다. BMW는 2025년까지 BMW 그룹의 전체 내연 기관 차량에 48V 마일드 하이브리드 시스템을 탑재한다는 목표를 설정하고 있다.

 

48V 마일드 하이브리드 시스템은 유럽의 자동차 메이커들이 주력하고 있는 기술로 풀 하이브리드 차량에 대해 저렴한 비용으로 연비 향상의 효과를 끌어낼 수 있는 장점이 있다.

 

BMW가 제시하는 근 미래의 전동화차의 방향성은 2017프랑크푸르트오토쇼를 통해 선 보인 i비전 다이나믹스 컨셉트카를 통해 확인할 수 있다. BMW의 전동화 브랜드인 i 브랜드의 3번째 모델이 될 배터리 전기차에 대한 제안으로, i5 차명으로 출시될 가능성이 높다. 기존의 i3와 i8 사이 위치하는 실용적인 4도어 그란 쿠페 스타일을 통해 앞으로 BMW가 추구하는 E-모빌리티의 방향성을 제시하고 있다. BMW는 이에 대해 새로운 형태의 달리는 즐거움을 느낄 수 있는 4도어 그란 쿠페 EV라고 표현하고 있다. 여전히 자동차의 즐거움에 대한 그들만의 DNA를 살리면서 미래를 개척하겠다는 것이다. 1회 충전으로 600km 주행이 가능하고, 최고속도는 200km/h, 정지상태에서 100km/h까지 가속 시간은 4.0초를 발휘한다.

 

 

모듈러 엔진으로 내연기관 효율성을 높인다

 

BMW는 내연기관 엔진의 효율성 향상에도 많은 공을 들이고 있다. 2013년에는 소위 모듈러 엔진을 소개했다. 2시리즈부터 탑재되기 시작해 적용 폭을 넓혀 가고 있다. 모듈러 엔진은 하나의 실린더 모듈을 바탕으로 3/4/6기통 엔진을 모두 생산하는 것이다. 부품 공유율이 60%에 달하며 가솔린과 디젤엔진간에도 30~40%의 부품을 공유할 수 있게 된다. 그로 인해 제작시간이 저감되며 무엇보다 큰 비용저감을 달성할 수 있다. 4기통과 6기통 엔진이 같은 라인에서 생산이 가능하다. 시장의 상황에 따라 4기통의 수요가 증가하면 6기통 대신 4기통 생산을 늘려 대응할 수 있다는 점도 큰 장점이다.

 

모듈러 엔진의 경우, 실린더 당 약 500cc를 적정 배기량으로 하고 있는데 그것을 모든 엔진에 공통되게 적용할 수 있다. 그러니까 3기통, 4기통, 6기통 엔진이 각기 상황에 따라 다른 배기량을 갖고 있는 것이 아니라 모듈러 시스템에 의한 하나의 실린더 배기량이 정해지면 기통수에 따라 총 배기량은 정비례해 달라진다는 것이다. 보어와 스트로크가 약간씩 다르긴 하지만 모두 같은 엔진 블록을 사용하며 같은 생산 라인에서 제조된다는 것이 포인트다.

 

이 모듈러 엔진은 다시 2세대로 진화해 실도로 주행연비 규제를 클리어 할 수 있게 발전해 가고 있다. 엔진 자체의 중량도 줄이고 이산화탄소 배출도 저감했다.

 

한편 스페셜카인 Z4 차세대 모델의 엔진 라인업에 관한 것도 이슈다. 신형 Z4에는 두 가지 버전의 직렬 6기통 엔진이 적용된다. 기본적으로는 B58M1 버전의 3.0L 직렬 6기통 엔진을 사용하며, 여기에 출력 상승을 가미한 B5801 버전 엔진이 추가되는 방식이다. 이와 같은 엔진의 차이로 인해서 최고출력의 차이도 발생하며, 기본적으로는 335마력, 출력 상승 버전은 385마력이다.

 

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신형 Z4에 두 가지 엔진이 적용되는 이유가 있다. 335마력 버전은 유로6처럼 이산화탄소 규제가 엄격한 곳에 385마력 버전은 미국 등에 판매하기 위한 것이다. 출력 상승 버전의 경우 M40i 배지를 달 수도 있는데 BMW에서는 Z4의 M 버전을 제작하지 않을 것으로 예상되기 때문에 이 모델이 신형 Z4 라인업 중에서 제일 출력이 높은 모델이 될 것으로 보인다.

 

최근 영국에서는 스포츠카의 판매가 2020년까지 60% 가량 증가할 것이라는 뉴스가 나왔다. 소량 생산하는 영국형 로드스터등에 관한 이야기이다. 양산 메이커들과 달리 소수의 개성 강한 모델을 원하는 사용자들은 여전히 증가할 것이라는 전망을 배경으로 하고 있다. BMW Z4는 대량 생산 모델은 아니다. 그런 모델을 위한 라인업은 통상적인 것과는 다를 수밖에 없다.

 

폭스바겐 스캔들 이후 ‘엔진의 BMW’는 어떤 해법을 제시할 것인가’ 질문한 적이 있다. 그에 대한 답으로 BMW는 내연기관에서는 모듈러 엔진 2세대를 공개했고 2016년 7월에는 플러그인 하이브리드 전기차 서브 브랜드 아이퍼포먼스를 내놓았다. i브랜드를 중심으로 한 전동화 전략이 그룹 전체로 확대됐다는 변화가 있었다. 속도가 빨라진 것이다.

 

배터리 전기차와 수소연료전지 전기차의 보급에는 시간이 걸린다. 그런 만큼 BMW 그룹은 지속적인 내연 기관의 효율성 향상과 함께 마일드 하이브리드 시스템을 비롯한 전동화차를 통해 효율성 향상을 동시에 추구할 것으로 보인다. 다른 차원에서 보면 넘치는 뉴스와 달리 현실은 시간이 필요하다는 얘기이다.  

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