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아우디, “내연기관의 효율성 제고가 주류다”

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2017-08-13 16:27:21

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폭스바겐 디젤 스캔들 이후 자동차회사들은 내연기관에 대해 어떤 생각을 갖고 있을까? 적어도 드러난 뉴스만으로 보면 전동화로의 빠른 전이가 대세로 보인다. 그 와중에 볼보가 2019년 전동화차 중심의 라인업을 구축한다는 내용을 국내 언론에서는 ‘볼보 2019년부터 전기차만 판매한다.’로 왜곡되는 일도 있다. 여기서 말하는 전기차란 배터리 전기차를 일컫는다. 볼보는 BEV와 PHEV, 48V 마일드 하이브리드 등을 포함한 전동화를 이야기한 것이다. 전동화에 관한 전반적인 흐름을 중심으로 폭스바겐 그룹의 프리미엄 브랜드 아우디의 파워트레인에 관한 뉴스를 종합해 본다.


실제로 전동화에 대한 전망은 혼돈을 거듭하고 있다. 2016년 6월 발행된 일본 후지경제연구소의 보고서는 그들이 발행한 5년 전의 2025년 3,201만대에서 크게 후퇴해 2035년 1,700만대의 전동화차(BEV, HEV, PHEV, FCEV)가 팔릴 것으로 전망했다. IHS 오토모티브는2023년에 2,044만대의 전동화차가 팔릴 것이고 그 중 절반 가량은 48V 마일드 하이브리드 시스템을 채용한 차가 차지할 것이라고 내다봤다. 세계 최대 부품업체인 독일의 로버트 보쉬는 2025년 전동화차 생산대수가 2,000만대 가량 될 것으로 전망했다.
 
배터리 전기차 분야에서 주도적으로 여론을 리드하는 테슬라의 일론 머스크는 10년 내 전체 판매의 절반 가량이 배터리 전기차라 될 것이라고 주장하고 있다.
 
하지만 마그나 인터내셔널은 테슬라의 가치가 비정상적으로 평가됐다고 보고 있으며 배터리 전기차의 시장은 10년 후에도 3%에서 6% 가량에 머물 것이라고 주장했다. 델파이의 CEO케빈 클라크(KevinClark)는 2025년에도 95%의 자동차가 내연기관을 탑재할 것이며 약 30%가 전동화차가 될 것이라고 내다봤다. 그는 배터리 전기차의 점유율은 5% 정도에 머물 것이라고 주장했다.
 
주된 이유로는 SUV 배터리 전기차의 가격이 내연기관 크로스오버와 경쟁이 되지 않는다는 점을 들었다. 적어도 2027년까지는걸릴 것이며 유럽에서는 더 길어질 것이라고 했다. 콘티넨탈에 따르면 내연기관 관련 부품은 대당 750유로인데 전동화차의 경우는 3,000유로에 달한다. 충전 시스템, 전동 회전축, AC/DC 컨버터, 배터리 관리 시스템 및 전자기기가 여기에 포함된다.

 

컨티넨탈은 2021년까지 전동화차 부품의 수주액이 현재 1억 3000만 유로에서 10억 유로로 증가할 것이라고 전망했다. 때문에 새로운 시장을 개척하고 하이브리드 관련 기술의 연구 개발에 2025년까지 20억 유로를 투자할 예정이다. 부품업체 입장에서는 매출액을 높일 수 있지만 소비자의 입장에서는 수용하기가 어렵다.

더불어 아직까지 배터리 전기차에 대한 소비자들의 수요 전망이 불확실하다는 점도 중요한 이유로 들었다.
 
보그워너는 2023년에 25% 가량이 전동화차로 바뀔 것이며 그 중 배터리 전기차는 3%에 불과할 것이라고 보았다.

 

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그런 한편으로 최근 닛산과 마쓰다로부터의 새로운 내연기관 기술 관련 뉴스가 주목을 끌고 있다. 닛산은 압축비 14~8 사이를 무단으로 바꾸는 가변압축비 기술을 발표했다. 2025년까지 열효율을 50%로 높이고 궁극적으로는 60%까지 끌어 올릴 수 있다고 밝혔다. 마쓰다는 메르세데스 벤츠가 디조토라는 이름으로 발표했던 가솔린 혼합기를 피스톤 압축하여 자기 착화시키는 균질예혼합압축착화(homogenous charge compression ignition, HCCI)엔진 스카이액티브-X를 2019년 상용화한다고 발표했다. 여전히 내연기관 기술을 연구개발하고 있다는 것이다.

 

이런 움직임은 자동차회사들의 공통된 흐름으로 보인다. 프랑스와 영국이 2040년부터 내연기관 차량의 판매를 금지하는 방안을 발표한 것에 대해, 독일의 메르켈 총리는 "디젤차를 나쁘게 바라보는 것은 옳지 않다"고 했다. 앞으로도 독일은 내연기관 퇴출 흐름에 동참하지 않겠다는 의지이다.
 
독일 정부는 디젤 자동차는 여전히 이산화탄소 (CO2) 배출량이 적고, 비교적 환경친화적인 내연기관이라는 의견을 견지하고 있다. 물론 파트레인 다양화와 전동화를 위한 기술개발도 소홀히 하지 않고 있다.

 

디젤 스캔들의 한 가운데 있는 아우디도 최근 내연기관의 효율성을 높이고 배출가스를 클린화 해 PHEV의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다는 생각으로 연구개발을 이어가고 있다. 무엇보다 아우토반을 180km/h로 달릴 때 연비성능을 높일 수 있는 엔진은 디젤밖에 없다는 점을 확고히 하고 있다.

 

아우디는 기본적으로 모든 라인업에 플러그인 하이브리드 버전을 추가한다는 전략이다. 그러면서 2018년부터 전동화에 주력한다는 방침도 발표한 바 있다. 매년 배터리 전기차도 출시한다. 물론 기존 모델의 배터리 전기차 버전이다.

 

그와 동시에 48V 마일드 하이브리드와 아우디 g-tron에 많은 공을 들이고 있다. 아우디는 플래그십 모델 A8의 차세대 모델에 48V 마일드 하이브리드 버전을 라인업한다. 48V 마일드 하이브리드는 지금 유럽 메이커를 중심으로 부상하고 있다. 고전압화에 의해 전류치를 낮춤으로써 두터운 하네스를 불필요하게 하고 저항치도 낮추는 것이 포인트다. 그로 인해 12V로는 불가능한 큰 출력을 다루는 것이 가능해진다.

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데뷔를 앞두고 있는 차세대 A8의 경우 48V시스템의 채용으로 인해 감속시에 최대 12kW의 전력을 회생하고 가속시에는 60Nm의 구동 어시스트를 한다. A8 MHEV는 순항 중에는 최대 45초 동안 코스팅을 하고 감속시 22km/h 아래로 떨어지면 엔진을 정지시켜 연비 성능을 높인다. 연비는 NEDC 사이클로 100km당 0.7리터가 저감된다고 한다.

 

더불어 A4와 A5 등에 채용된 g-tron은 가솔린과 CNG를 병용할 수 있는 시스템이다. CNG는 가솔린보다 이산화탄소 배출량을 25% 정도 줄일 수 있는 것이 최대의 이점이다.

 

재생가능한 에너지에 의해 발전된 전기로 물을 전기분해 해 추출한 수소를 이번에는 이산화탄소와 반응시켜 합성 메탄으로 한 아우디 e-gas 를 연료로 해 사용하면 실질적으로 카본 뉴트럴을 달성할 수 있다. e-gas는 재생 가능한 에너지로 생산한 전력을 사용하는 수단으로 아주 큰 잠재력을 가진 수소의 장점을 더 많이 사용할 수 있는 형태로 제공하도록 한다고 하는 것이다. 수소를 그대로 연료전지 전기차에 사용하면 좋겠지만 아직 그럴 준비는 되어 있지 않다. 엔진 파워는 강력하면서도 항속거리는 CNG로 500km, 가솔린으로 450km 등 950km를 주행할 수도 있다.

 

모두가 기존 내연기관의 효율성을 높이기 위한 수단의 일환으로 개발해 채용하고 있는 것들이다. 특히 아우디 A8 MHEV는 48V 시스템으로 예상 외의 연비저감 효과를 기대할 수 있다는 평가를 받고 있다. 물론 부수적으로 당장의 자동차들이 갖추어야 할 조건인 달리는 즐거움도 살릴 수 있다.

 

새로운 개념의 예측주행이 가능한 내비게이션 기술도 포함되어 있다. 카메라와 센서 등으로부터 얻은 정보와 지도 데이터 등을 바탕으로 감속할지, 코스팅할지, 아니면 회생 브레이크를 사용할 것인지를 실시간으로 판단해 반응하는 것이다. 카메라 정보를 바탕으로 차량의 자세를 제어하는 새로운 액티브 서스펜션도 채용되어 있다.

 

급격한 변화를 이야기하는 측과 여전히 현실적인 문제로 예상보다는 많은 시간이 걸릴 것이라는 의견이 상충하고 있다. 중요한 것은 어떤 형태의 변화가 진행되든 자동차라는 탈 것을 만들어 판매하는 것은 자동차회사라는 점이다.  

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