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아우디 전동화 전략의 핵은 고체 배터리와 유도 모터

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2018-06-28 21:33:04

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아우디는 2018년 5월 9일, 배터리 전기차와 플러그인 하이브리드를 포함하는 전동화 차량을, 2025년까지 전 세계에 80만대를 판매하는 새로운 판매전략 목표를 발표했다. 전체 판매대수의 30%에 해당하는 것이다. 이 전략에 따라 아우디는 2025년까지 총 20개의 전동화 차량을 시장에 새롭게 투입할 계획이다. 아우디의 전동화 전략을 짚어 본다.

 

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스 국장)

 

아우디는 올해 브랜드 최초의 상용 EV인 'e-tron'을 8월 30일 공개할 예정이다. 2019년에는 두 번째 상용 EV 모델인 'e-tron 스포츠백'을 출시한다. 2020년에는 고성능 브랜드인 아우디 스포츠에서 'e-tron GT'를 출시할 예정이다. 이어 2020년에는 프리미엄 컴팩트 세그먼트 부분에 소형 배터리 전기차를 출시한다.

 

아우디는 이런 전동화 전략의 수행을 위해 3월에는 미래를 위한 대규모 투자 계획의 일환으로 2022년까지 배터리 전동화차 개발에 400억 유로 이상을 투자한다고 발표했다. 이를 통해 전체 판매의 30%를 전동화 모델로 채운다는 계획이다. 아우디는 장기적인 모델 출시 계획을 통해 최신 커넥티드 기술과 긴 주행 거리를 갖춘 프리미엄 배터리 전기차를 출시해 나간다는 방침이다.

 

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아우디는 곧 모습을 드러낼 e-트론 콰트로 모델을 통해 배터리 전기차의 새로운 패러다임을 만들겠다고 공언하고 있다. 그 결과는 고체 배터리와 배터리 전기 수퍼카를 통해 나타날 것으로 보인다. 아우디가 포기했던 R8 e-트론 모델이 다시 부활할 수 있을 것인지에 관심이 집중되고 있다.

 

아우디는 고성능 배터리 전기 스포츠카를 위해서는 현재의 리튬이온 배터리를 고체 배터리로 대체해야 하며, 고체 배터리의 미래도 상당히 낙관적이라고 밝히고 있다. 고체 배터리는 가벼우면서 공간을 적게 차지한다. 또한 배터리를 차축 사이에 배치할 수 있고 이로 인해 저 중심과 균형을 동시에 이룰 수 있다. 수퍼카에서 문제가 되는 배터리 용량과 부피 문제도 해결할 수 있다는 것이다.

 

아우디의 배터리 전기차 계획이 예상대로 진행된다면, e-트론 콰트로 모델 외에도 다양한 배터리 전기차가 등장하게 될 것으로 보인다.

 

 

유도모터로 회전속도 높이고 희토류 문제에 대응한다

한편 아우디가 기존 배터리 전기차에 사용되고 있는 영구자석식이 아닌 유도모터를 사용하기로 한 점도 주목을 끌고 있다. 이 유도모터는 앞서 언급한 e-Tron에 채용된다. 배터리 전기차와 하이브리드 전기차에서는 작고 토크가 높으며 저렴한 영구자석식 모터를 사용하는 것이 일반적으로 유도모터의 채용은 드물다. 아우디는 유도모터를 사용하면 회전속도를 높이기 쉽고 중국에 편중된 자석 재료의 조달 리스크도 피할 수 있다고 밝혔다.

 

헝가리 기오르 공장에서 자체 생산하는 유도모터는 차 앞에 하나, 뒤에 두 기가 탑재되는 네 바퀴 굴림방식이다. 시스템 출력은 320마력으로 Q7과 Q5 사이에 포지셔닝하게 된다.

 

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아우디가 유도모터에 착안한 것은 회전속도를 높이기 쉬운 이점을 중시한 데 있다. 더불어 재료 조달의 리스크를 줄이기 위한 점도 작용했다고 한다. 배터리 전기차 등의 영구자석 모터에 사용하는 네오디움 자석은 희토류 원소를 사용하는데 생산이 중국에 집중해 있어 조달이 불안정하다. 중국은 희토류의 수출 규제를 실시하고 있다.

 

배터리 전기차의 대량 판매 실현에는 안정적인 부품 공급망이 중요하다. 네오디움 자석을 사용하지 않는 유도모터라면 중국의 정책에 좌우되지 않는 모터재료를 조달할 수 있다는 것이다. 더불어 고가의 네오디움 자석을 사용하지 않기 때문에 제조원가도 낮출 수 있다.

 

아우디가 유도모터에 주목한 또 하나의 이유는 정차 중 손실이 영구자석식 모터에 비해 적다는 점도 크다고 한다. 주행 중 3기의 유도모터 전체를 항상 구동하는 것이 아니기 때문이다. 예를 들면 저속의 정상 주행처럼 토크가 크게 필요하지 않을 때 뒤 두 기는 정지한다.

 

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또한 전기 모터는 일반적으로 고속회전역에서 효율이 크게 떨어진다. 이 때문에 내연기관차에 비해 최고속도를 억제하는 경우가 많다. 아우디는 고속회전역의 모터 효율성을 높여 엔진차 수준의 최고속도 210km/h를 실현했다고 밝혔다. 테슬라도 고회전 성능을 중시해 유도모터를 사용하고 있다.

 

아우디는 차기 BEV의 개발에 맞춰 독일 쉐플러제 2종의 치차 기구에 아우디제의 토크가 다른 2종의 유도모터를 조합한 모두 네 종류의 모터 기구를 개발했다고 밝혔다. 앞으로 투입할 20개 차종 이상에 각 차의 특성에 맞춰 4기종의 모터를 사용한다.

 

이를 바탕으로 아우디는 전 세계 모든 공장에서 배터리 전기차를 생산할 예정이다. 아우디의 공장은 독일 잉골슈타트와 네카줄름 외에도 멕시코, 벨기에 브뤼셀, 헝가리에도 있는데 앞으로 해외 공장에서도 전기차를 생산한다. 폭스바겐과 스코다가 소유하고 있는 전 세계 생산 시설까지도 사용할 계획을 갖고 있다.

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