채영석 | 메르세데스 벤츠 S400 하이브리드 시승기 |
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com) ㅣ 사진 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2009-10-26 20:03:35 |
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메르세데스 벤츠의 첫 번째 하이브리드카 S400 Hybrid를 시승했다. 데뷔 4년만에 부분 변경과 함께 리튬 이온 배터리를 사용한 하이브리드 버전을 라인업에 추가한 것이 포인트다. 3.5리터 V6 279ps의 엔진을 개량하고 20ps의 전기모터를 추가해 시스템 출력 299ps를 발생한다. 하이브리드 시스템의 추가로 인한 중량 증가를 79kg으로 억제한 것이 특징이다. 메르세데스 벤츠 S400 Hybrid의 시승 느낌을 적는다.
글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)
사진 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)
현 시점에서 이슈는 전기차가 주도하고 있다. 다양한 형태의 기술개발과 프로젝트들이 자동차회사 차원을 떠나 국가적으로 진행되는 곳도 많다. 당장에는 배터리 문제로 시장 확장이 생각만큼 빠르지는 않겠지만 결국은 전기차로 간다는 쪽으로 의견이 모아지고 있다. 자동차회사 엔지니어들의 생각과는 상관없이 적어도 겉으로 드러나는 양상은 그렇다.
흔히 전기차라고 하면 충전을 통해 에너지를 보충하는 순수 전기차만을 생각한다. 하지만 하이브리드카도, 플러그 인 하이브리드카도, 연료전지차도 결국은 전기 에너지로 구동하는 넓은 의미의 전기차에 해당한다. 충전하느냐, 발전하며 주행하느냐의 차이이다. 원자력을 이용하거나 태양열을 이용하더라도 결국은 구동은 전기 에너지로 하게 된다. 순수 전기차는 전기를 생산하는 과정에서 이산화탄소가 발생한다는 점 때문에 자동차회사들의 표현대로 “완전 무공해(Zero Emssion)”는 아니다. 화력발전 의존도가 높은 나라의 경우는 더욱 그렇다.
그럼에도 자동차회사들은 지금 모든 가능성을 열어 놓고 개발을 진행하고 있다. 이유는 석유를 사용하지 않는 형태의 탈것이 필요하다는 사회적인 합의 때문이다. 탈 석유를 해야 하는 이유는 에너지 안보라는 측면과 이산화탄소 저감이라는 두 가지 이유 때문이다.
지금은 그 목표를 달성하기 위해 가능한 모든 방법을 동원하고 있다. 우선은 석유의 사용을 줄이는 것이 급선무다. 그 방법에 대해서는 지역적으로, 자동차회사별로 사고방식의 차이가 있다. 유럽 메이커들은 디젤차에 대해 더 많은 비중을 두고 있고 토요타는 하이브리드에 올인하고 있다. 이 이야기는 내연기관 엔진의 효율성을 높이는데 있어서는 유럽 메이커들이, 하이브리드카는 토요타가 주도권을 쥐고 있다는 말도 된다.
전기차의 본격적인 실용화에 아직은 많은 시간이 필요한 상황에서 지금은 클린 디젤 엔진 탑재차와 하이브리드카가 경쟁하고 있다. 비중으로는 당연히 클린 디젤이 월등히 앞서 있다. 하지만 미국과 일본 등에서는 디젤차의 점유율이 극히 미미해 하이브리드카에 대한 관심이 더 높다. 그 때문에 미국과 일본쪽에 의존도가 높은 한국의 뉴스 전면에는 하이브리드카가 압도하고 있다. 동시에 그 미국과 일본에서 자동차를 판매하고 있는 메이커들은 하이브리드카를 개발해 판매하지 않으면 안된다. 유럽시장을 위해서는 디젤차가 필수인 것과 같다.
올 들어 일본자동차시장은 에코카 감세 등의 혜택에 힘 입어 하이브리드카 판매가 급증하고 있다. 토요타의 프리우스는 9월까지 누계 판매에서 사상 최초로 베스트 셀러 1위 자리에 올랐다. 프리우스는 지금 과거 5년간 상반기 선두를 차지했던 스즈키자동차의 경차 왜건R보다 많이 팔리고 있다. 토요타 프리우스는 지금 주문해도 내년 5월에나 차를 받을 수 있을 정도이다. 이런 판매 호조에 힘입어 토요타는 또 다른 하이브리드카 ‘사이’를 출시한데 이어 프리우스를 아예 하이브리드 브랜드로 육성할 방침을 굳혔다.
바로 그 하이브리드의 본고장에 메르세데스 벤츠가 지난 달 하이브리드카를 출시했다. 메르세데스 벤츠는 미국이 아닌 일본에 먼저 플래그십 모델인 S클래스의 하이브리드 버전을 출시했다. 하이브리드의 종주국인 일본시장에 출시해 토요타와의 차이를 극명하게 보여 주고자 하는 의도로 읽혀진다.
BMW도 최근 3시리즈 이상 전 차종에 하이브리드(hybrid)시스템을 장착할 방침을 밝혔다. BMW는 2009 프랑크푸르트모터쇼에 X6와 7시리즈 하이브리드(hybrid) 양산형 버전을 출품했다. BMW는 전기모터만으로도 주행이 가능한 풀 하이브리드 시스템은 물론 가정용 전원으로 충전이 가능한 플러그 인 하이브리드카도 출시할 예정이다.
S400하이브리드와 렉서스 LS600hL의 차이
메르세데스 벤츠 S400하이브리드는 리튬 이온 배터리를 사용한 첫 번째 모델이다. 하이브리드카의 선구 모델인 토요타의 프리우스는 니켈수소 배터리를 사용하고 있다. 니켈 수소와 리튬 이온은 성격상 차이가 있다. 니켈수소는 출력 밀도가 높은데 비해 리튬 이온은 에너지 밀도가 높다. 어느쪽에 비중을 두느냐에 따라 선택이 달라진다. 순간 출력을 중시하는 프리우스 등 토요타의 하이브리드 시스템에는 니켈 수소가 사용된다.
반면 중량과 부피면에서는 자동차에 탑재하는데는 리튬 이온이 월등히 우위에 있다. 니켈 수소 배터리의 절반의 질량과 부피만으로 가능하다. 배터리의 성능은 단위 질량당 에너지와 출력으로 표시하는 것이 보통이다. 단위 질량당 에너지 밀도와 출력밀도는 니켈 수소의 두 배 정도 된다. 에너지 밀도는 전기차의 주행거리에 영향을 미치고 출력 밀도는 하이브리드카의 충방전의 용이성에도 기여한다.
부피가 적은 리튬 이온 배터리를 채용한 S400하이브리드는 그래서 렉서스 LS600hL과 달리 배터리 탑재를 위한 별도의 공간이 필요 없다. 배터리는 엔진 룸 내의 벌크 헤드 오른쪽에 수납되어 있다. 일반 자동차에 탑재되어 있는 12볼트 배터리가 있던 위치에 수납할 수 있을 정도로 부피가 작다. 이보다 더 부피가 적은 것으로는 닛산자동차와 NEC의 합작회사인 AESC(Automotive Energy Supply Corp.)사제가 개발 막바지에 있다.
S400 Hybrid는 모터도 박(博)형으로 전기회로를 포함해 하이브리드화에 의한 중량 증가는 겨우 75kg에 불과하다. 렉서스의 플래그십 모델 LS 시리즈의 경우 가솔린 엔진의 배기량이 다르기는 하지만 베이스 모델인 LS460 중량이 2,030kg인데 반해 하이브리드 버전인 LS600hL은 2,365kg으로 335kg이나 더 무겁다. 이 때문에 토요타자동차도 시스템의 경량화가 풀어야 할 숙제라고 인정했다.
여기에서 사고방식의 차이가 보인다. 독일 메이커들이 그동안 하이브리드카 개발에 적극적이지 않았던 이유는 중량 증가로 인한 주행성의 저하 때문이었던 것이다. 리튬 이온 배터리의 실용화로 인해 가시권에 들어왔고 이제 주행성을 크게 손상시키지 않으면서 하이브리드 시스템을 채용할 수 있게 된 것이다.
메르세데스 벤츠의 하이브리드 시스템은 병렬형이다. 엔진과 모터가 공히 직접 구동력으로 사용된다는 얘기이다. 토요타 하이브리드 시스템은 직병렬 혼합식이다. 전기모터만으로 주행하기도 하고 엔진과 모터를 모두 사용하기도 한다. 또 고속 주행시에는 주로 엔진만으로 달린다. 엔진이 발전기 역할을 하므로 직렬식 요소도 있는 것이다.
우리는 토요타의 직병렬식 하이브리드 시스템을 스트롱, 또는 풀 하이브리드라고 하고 메르세데스 S400하이브리드 같은 시스템을 마일드 하이브리드라고 한다. 그동안 토요타와 혼다 등 일부 메이커만이 하이브리드카를 출시한 상황(포드와 닛산 등은 토요타 시스템을 사용했다)에서 우리는 전기모터만으로 주행할 수 있느냐에 따라 스트롱과 마일드를 구분해왔다.
하지만 최근 등장하는 하이브리드카는 병렬형을 채용하면서 전기모드를 채용하고 있다. 그래서 지금은 시스템의 형식이 아니라. 전기모터의 작동이 차지하는 역할이 어느 정도이냐로 구분하고 있다. 렉서스 LS600hL은 5.0리터 V형 8기통의 394ps와 엔진과 224ps의 전기 모터를, S400하이브리드는 3.5리터 V6 279ps의 엔진에 20ps의 전기 모터를 채용하고 있다. 전기모터의 역할이 큰 토요타의 시스템을 풀 하이브리드라고 하고 전기모터가 보조 역할을 하도록 설정된 혼다나 S400하이브리드등을 마일드 하이브리드라고 한다는 것이다.
여기서 한 가지 짚고 넘어갈 것이 있다. 토요타의 니켈 수소는 출력 밀도가 높고 리튬 이온은 에너지 밀도가 높다고 했다. 이는 순수 전기차를 상정했을 때는 에너지 밀도가 높은 리튬 이온이 필수 요소다. 그렇다면 다음 단계인 전기차를 고려한다면 리튬 이온 배터리 기술을 축적하는 것이 더 필요하다는 이야기가 된다.
또 하나 열에 약한 리튬 이온 배터리를 엔진 룸 내에 설계할 수 있게 된 이유에 대해서도 설명이필요하다. 휴대폰에서도 열로 인해 폭발가능성이 여전히 사라지지 않고 있다. 그 문제를 메르세데스는 에어컨의 냉풍 온도를 15~35도로 유지하는 것으로 해결했다. 엔진 룸을 열고 배터리 부분에 손을 대 보아도 뜨겁지가 않았다.
Exterior & Interior
하이브리드 버전의 차체는 롱 휠 베이스 뿐이다. 안팎으로 기존 모델과 크게 달라진 것은 없다. 4년 전 데뷔 당시에는 메르세데스의 디자인이라고는 생각할 수 없을 정도의 터치였다. C클래스와 E클래스까지 데뷔하고 나니 이제는 메르세데스 패밀리가 수년 전과는 전혀 다른 컨셉으로 변해 있음을 알 수 있다. 메르세데스 벤츠의 디자인팀은 브랜드의 DNA를 고수하는 상황에서 새로운 것을 찾는다는 것을 공공연하게 밝힌 적이 있다. 프리미엄 브랜드로서 변화를 리드하고자 한다는 얘기이다.
자세히 보아야 범퍼의 디자인이 달라진 것을 알아차릴 수 있다. 눈에 띄는 것은 헤드램프 안에 LED 조명을 추가한 것 정도다. 이론적으로야 전력 소모가 적고 내구성과 시인성의 우수함 때문이다. 다른 한 편으로는 유행을 추구한 것이다. 라디에이터 그릴 안에 차간거리제어 장치인 디스트로닉+ 기능용 카메라가 설치되어 있다. 앞쪽에서 튀는 이물질로부터 보호하기 위해 글래스 커버가 씌워져 있다. 측면과 후면에서는 Blue HYBRID라는 로고 정도가 일반 모델과 다른 점이다.
인테리어 역시 S클래스 그대로다. 차이점은 계기판과 내비게이션 모니터에 하이브리드 시스템을 위한 기능이 추가된 정도. 복잡한 내용은 아니고 파워를 타이어에 전달하느냐, 회생 브레이크의 작동으로 충전이 되느냐, 그리고 전기모터의 어시스트로 파워를 더 끌어내느냐에 따라 흰색, 녹색, 빨간색으로 에너지 흐름 그래프의 색깔이 바뀐다. 컴퓨터 그래픽에 익숙한 현대인들이 적응하기 쉬운 디자인이다.
전체적으로는 배터리 잔량 표시가 주 임무로 보인다. 시내 주행시 정차 상태에서는 40% 이하까지 떨어지는 경우가 한 번 있었으나 주로 50% 전후를 유지했다. 고속 주행 중에는 60% 이상의 충전상태를 유지했다.
속도계 왼쪽에 조그맣게 디스트로닉 +의 작동 상태와 차선 이탈 경고장치의 작동 여부가 표시된다. 디스트로닉 +는 스티어링 칼럼 외쪽의 레버를 위쪽으로 한 번만 밀어 주면 된다. 차선 이탈 경고장치의 경보는 스티어링 칼럼을 진동시키는 방식이다. 진동을 좀 더 강하게 하거나 볼보처럼 경고음이 더 좋을 듯 싶다.
S400 Hybrid는 4년만에 페이스리프트를 한 S클래스에 추가된 버전이다. 그 안에는 최근 S클래스에 새로 추가된 편의장비가 만재되어 있다. 무엇보다 재미있는 것은 내비게이션 모니터를 운전석과 조수석에서 내비게이션, DVD 등으로 각각 사용이 가능하다는 점이다. 사운드는 물론 무선 헤드폰이 준비되어 있다. 같은 디스플레이창에 두 가지 화면을 표시할 수 있도록 한 것이다. 그야말로 아이디어의 싸움은 끝이 없다.
패키징면에서 특징적인 것은 리어 시트 아래 별도의 배터리가 없다는 점이다. 그로 인해 트렁크 공간을 전혀 손상하지 않았다.
Powertain & Impression
엔진은 S350에 탑재되는 3,498cc V6 DOHC 24밸브 사양으로 엣킨슨 사이클화한 것이 특징이다. 엣킨슨 사이클은 토요타 프리우스를 비롯해 혼다 인사이트, 포드 이스케이프 등 대부분의 하이브리드카들이 사용하고 있다. 스트롱 하이브리드에 더 유리하다고 알려진 엣킨슨 사이클 엔진의 채용 목적은 효율성, 즉 연비성능을 향상시키기 위함이다. 가변 기구의 응용으로 팽창비를 크게 해서 얻은 결과다. 오토사이클에 비해 최고출력 발생회전수가 낮다는 점이 특징이다. 통상적인 영역에서의 효율성을 중시하는 하이브리드카의 성격과 맞아 떨어진 것이다.
S350에서는 최고출력 272ps/6,000rpm, 최대토크 35.7kgm/2,400-5,000rpm를 발휘한다. 그것이 S400 하이브리드에서는 회전수는 같지만 299마력, 39.2kg•m로 파워가 증강되었다. 여기에 20ps/16.3kgm의 전기모터가 추가되어 시스템 출력은 299ps.
트랜스미션은 메르세데스 벤츠가 자랑하는 7G트로닉. CVT를 예상했던 것과는 다른 조합이다.
시동 키를 돌리면 그냥 엔진의 시동이 걸린다. 계기판 가운데 녹색으로 READY라고 하는 표시가 뜨는 정도의 차이이다. 주행해 나가는 감각은 가솔린 엔진과 같다. 전기모터만으로 발진이 이루어지지는 않는다. 아이들링 스톱과 가속시 파워 어시스트, 회생 브레이크라고 하는 마이크로 하이브리드 시스템들은 모두 적용되어 있다.
아이들링 스톱은 시속 20km/h. 이하에서 작동한다. 가속 페달에서 발을 떼 브레이크 페달로 옮기면 엔진 시동이 꺼진다. 다시 브레이크 페달에서 발을 떼면 시동이 걸린다. 이 때는 엔진회전계를 보고 알 정도로 작동감이 부드럽다. 이 부분에 대한 세심한 배려가 느껴진다. 오토 스타트/스톱 기능의 작동으로 인한 위화감이라거나 스트레스는 전혀 없다는 것이다.
전기모터가 파워를 보조해 주는 상황은 자주 발생하지 않는다. 평지에서 풀 가속을 하거나 언덕길에서 토크 부족이 느껴지는 상황에서 작동된다. 기어비의 변화로 엔진회전을 올리는 대신 전기모터의 작동으로 연료 소모를 줄일 수 있다는 얘기다. 아이들 스톱 중에도 에어컨의 컴프레서와 파워 스티어링 펌프는 전동으로 구동된다.
하이브리드카라는 것을 알려 주지 않고 블라인드 테스트를 한다면 쉽게 알아차릴 수 없는 주행성이다. 아이들링 스톱 상황 외에는 전혀 다르지 않다. 물론 성능은 S400이라는 차명에 걸 맞는 수준이다. 그러면서도 S350 가솔린 엔진 사양보다 연비가 30% 가량 좋다. 물론 토요타의 하이브리드도 그렇듯이 실험실 내의 데이터가 실제 도로에서 일치하는 것은 아니다.
하지만 절대수치로 4.0리터의 성능을 발휘하며 2리터급의 연비성능을 낸다는 것은 분명 적지 않은 혜택이다. 렉서스 LS600hL은 8기통 엔진으로 12기통의 성능과 6기통의 연비를, S400 하이브리드는 6기통 엔진으로 8기통의 성능과 4기통의 연비를 낸다는 것이다. 이것은 유저들의 욕구와 연비성능의 향상이라는 시대적인 과제 사이에서의 딜레마로 인한 것이기도 하다.
S400 HYBRID의 연비는 리터당 9.2km에 이산화탄소 배출량은 259g/km다. 렉서스 LS600hL은 각각 9.5km/리터, 246g/km와 차이가 난다. 한국 사양의 비교다. 이산화탄소 배출량은 나라에 따라 차이가 난다. 이 부분에서는 스트롱 하이브리드 시스템으로 인한 것이다. 메르세데스 벤츠는 그보다는 주행성을 손상시키지 않으면서 연비를 향상시키는데 더 초점을 두고 있다. 하이브리드 시스템의 채용으로 인한 중량 증가가 여전히 아킬레스 건인 상황에서 전통적인 내연기관 엔진차의 선구자다운 사고방식이라고 할 수 있다.
메르세데스 벤츠 S400은 앞으로 시장에서 하이브리드카에 대한 인식을 어떻게 바꾸어 갈지 중요한 바로미터로 작용할 것으로 보인다.
메르세데스-벤츠 The new S 400 HYBRID L 주요 제원
크기
전장×전폭×전고: 5,225×1,870×1,480mm
휠베이스: 3,165mm
트레드 (앞/뒤): 1,600/1,605mm
차체 중량: 2,130kg
연료탱크 용량: 90리터
트렁크 용량: 550리터
엔진
형식: 3,498cc V6 DOHC 24밸브
최고출력: 299ps/6,000rpm
최대토크: 39.2kgm/2,400-5,000rpm
압축비: 11. 7:1
전기모터
최고출력 : 20ps
최대토크 : 6.3kgm
섀시
구동방식: 뒷바퀴굴림
서스펜션 (앞/뒤): 4링크/멀티링크
브레이크 (앞/뒤): V 디스크/디스크
스티어링: 랙 & 피니언
타이어: 255/45R18
변속기
형식: 자동 7단
기어비: 4.38/2.86/1.92/1.37/1.00/0.82/0.73
최종감속비: 3.27:1
성능
0-100km/h 가속: 7.2초
최고속도: 250km/h
최소회전반경: 6.10m
연비: 9.2km/리터
이산화탄소 배출량: 259g/km
가격
1억 6,790만원
(작성 일자 2009년 10월 26일)
글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)
사진 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)
현 시점에서 이슈는 전기차가 주도하고 있다. 다양한 형태의 기술개발과 프로젝트들이 자동차회사 차원을 떠나 국가적으로 진행되는 곳도 많다. 당장에는 배터리 문제로 시장 확장이 생각만큼 빠르지는 않겠지만 결국은 전기차로 간다는 쪽으로 의견이 모아지고 있다. 자동차회사 엔지니어들의 생각과는 상관없이 적어도 겉으로 드러나는 양상은 그렇다.
흔히 전기차라고 하면 충전을 통해 에너지를 보충하는 순수 전기차만을 생각한다. 하지만 하이브리드카도, 플러그 인 하이브리드카도, 연료전지차도 결국은 전기 에너지로 구동하는 넓은 의미의 전기차에 해당한다. 충전하느냐, 발전하며 주행하느냐의 차이이다. 원자력을 이용하거나 태양열을 이용하더라도 결국은 구동은 전기 에너지로 하게 된다. 순수 전기차는 전기를 생산하는 과정에서 이산화탄소가 발생한다는 점 때문에 자동차회사들의 표현대로 “완전 무공해(Zero Emssion)”는 아니다. 화력발전 의존도가 높은 나라의 경우는 더욱 그렇다.
그럼에도 자동차회사들은 지금 모든 가능성을 열어 놓고 개발을 진행하고 있다. 이유는 석유를 사용하지 않는 형태의 탈것이 필요하다는 사회적인 합의 때문이다. 탈 석유를 해야 하는 이유는 에너지 안보라는 측면과 이산화탄소 저감이라는 두 가지 이유 때문이다.
지금은 그 목표를 달성하기 위해 가능한 모든 방법을 동원하고 있다. 우선은 석유의 사용을 줄이는 것이 급선무다. 그 방법에 대해서는 지역적으로, 자동차회사별로 사고방식의 차이가 있다. 유럽 메이커들은 디젤차에 대해 더 많은 비중을 두고 있고 토요타는 하이브리드에 올인하고 있다. 이 이야기는 내연기관 엔진의 효율성을 높이는데 있어서는 유럽 메이커들이, 하이브리드카는 토요타가 주도권을 쥐고 있다는 말도 된다.
전기차의 본격적인 실용화에 아직은 많은 시간이 필요한 상황에서 지금은 클린 디젤 엔진 탑재차와 하이브리드카가 경쟁하고 있다. 비중으로는 당연히 클린 디젤이 월등히 앞서 있다. 하지만 미국과 일본 등에서는 디젤차의 점유율이 극히 미미해 하이브리드카에 대한 관심이 더 높다. 그 때문에 미국과 일본쪽에 의존도가 높은 한국의 뉴스 전면에는 하이브리드카가 압도하고 있다. 동시에 그 미국과 일본에서 자동차를 판매하고 있는 메이커들은 하이브리드카를 개발해 판매하지 않으면 안된다. 유럽시장을 위해서는 디젤차가 필수인 것과 같다.
올 들어 일본자동차시장은 에코카 감세 등의 혜택에 힘 입어 하이브리드카 판매가 급증하고 있다. 토요타의 프리우스는 9월까지 누계 판매에서 사상 최초로 베스트 셀러 1위 자리에 올랐다. 프리우스는 지금 과거 5년간 상반기 선두를 차지했던 스즈키자동차의 경차 왜건R보다 많이 팔리고 있다. 토요타 프리우스는 지금 주문해도 내년 5월에나 차를 받을 수 있을 정도이다. 이런 판매 호조에 힘입어 토요타는 또 다른 하이브리드카 ‘사이’를 출시한데 이어 프리우스를 아예 하이브리드 브랜드로 육성할 방침을 굳혔다.
바로 그 하이브리드의 본고장에 메르세데스 벤츠가 지난 달 하이브리드카를 출시했다. 메르세데스 벤츠는 미국이 아닌 일본에 먼저 플래그십 모델인 S클래스의 하이브리드 버전을 출시했다. 하이브리드의 종주국인 일본시장에 출시해 토요타와의 차이를 극명하게 보여 주고자 하는 의도로 읽혀진다.
BMW도 최근 3시리즈 이상 전 차종에 하이브리드(hybrid)시스템을 장착할 방침을 밝혔다. BMW는 2009 프랑크푸르트모터쇼에 X6와 7시리즈 하이브리드(hybrid) 양산형 버전을 출품했다. BMW는 전기모터만으로도 주행이 가능한 풀 하이브리드 시스템은 물론 가정용 전원으로 충전이 가능한 플러그 인 하이브리드카도 출시할 예정이다.
S400하이브리드와 렉서스 LS600hL의 차이
메르세데스 벤츠 S400하이브리드는 리튬 이온 배터리를 사용한 첫 번째 모델이다. 하이브리드카의 선구 모델인 토요타의 프리우스는 니켈수소 배터리를 사용하고 있다. 니켈 수소와 리튬 이온은 성격상 차이가 있다. 니켈수소는 출력 밀도가 높은데 비해 리튬 이온은 에너지 밀도가 높다. 어느쪽에 비중을 두느냐에 따라 선택이 달라진다. 순간 출력을 중시하는 프리우스 등 토요타의 하이브리드 시스템에는 니켈 수소가 사용된다.
반면 중량과 부피면에서는 자동차에 탑재하는데는 리튬 이온이 월등히 우위에 있다. 니켈 수소 배터리의 절반의 질량과 부피만으로 가능하다. 배터리의 성능은 단위 질량당 에너지와 출력으로 표시하는 것이 보통이다. 단위 질량당 에너지 밀도와 출력밀도는 니켈 수소의 두 배 정도 된다. 에너지 밀도는 전기차의 주행거리에 영향을 미치고 출력 밀도는 하이브리드카의 충방전의 용이성에도 기여한다.
부피가 적은 리튬 이온 배터리를 채용한 S400하이브리드는 그래서 렉서스 LS600hL과 달리 배터리 탑재를 위한 별도의 공간이 필요 없다. 배터리는 엔진 룸 내의 벌크 헤드 오른쪽에 수납되어 있다. 일반 자동차에 탑재되어 있는 12볼트 배터리가 있던 위치에 수납할 수 있을 정도로 부피가 작다. 이보다 더 부피가 적은 것으로는 닛산자동차와 NEC의 합작회사인 AESC(Automotive Energy Supply Corp.)사제가 개발 막바지에 있다.
S400 Hybrid는 모터도 박(博)형으로 전기회로를 포함해 하이브리드화에 의한 중량 증가는 겨우 75kg에 불과하다. 렉서스의 플래그십 모델 LS 시리즈의 경우 가솔린 엔진의 배기량이 다르기는 하지만 베이스 모델인 LS460 중량이 2,030kg인데 반해 하이브리드 버전인 LS600hL은 2,365kg으로 335kg이나 더 무겁다. 이 때문에 토요타자동차도 시스템의 경량화가 풀어야 할 숙제라고 인정했다.
여기에서 사고방식의 차이가 보인다. 독일 메이커들이 그동안 하이브리드카 개발에 적극적이지 않았던 이유는 중량 증가로 인한 주행성의 저하 때문이었던 것이다. 리튬 이온 배터리의 실용화로 인해 가시권에 들어왔고 이제 주행성을 크게 손상시키지 않으면서 하이브리드 시스템을 채용할 수 있게 된 것이다.
메르세데스 벤츠의 하이브리드 시스템은 병렬형이다. 엔진과 모터가 공히 직접 구동력으로 사용된다는 얘기이다. 토요타 하이브리드 시스템은 직병렬 혼합식이다. 전기모터만으로 주행하기도 하고 엔진과 모터를 모두 사용하기도 한다. 또 고속 주행시에는 주로 엔진만으로 달린다. 엔진이 발전기 역할을 하므로 직렬식 요소도 있는 것이다.
우리는 토요타의 직병렬식 하이브리드 시스템을 스트롱, 또는 풀 하이브리드라고 하고 메르세데스 S400하이브리드 같은 시스템을 마일드 하이브리드라고 한다. 그동안 토요타와 혼다 등 일부 메이커만이 하이브리드카를 출시한 상황(포드와 닛산 등은 토요타 시스템을 사용했다)에서 우리는 전기모터만으로 주행할 수 있느냐에 따라 스트롱과 마일드를 구분해왔다.
하지만 최근 등장하는 하이브리드카는 병렬형을 채용하면서 전기모드를 채용하고 있다. 그래서 지금은 시스템의 형식이 아니라. 전기모터의 작동이 차지하는 역할이 어느 정도이냐로 구분하고 있다. 렉서스 LS600hL은 5.0리터 V형 8기통의 394ps와 엔진과 224ps의 전기 모터를, S400하이브리드는 3.5리터 V6 279ps의 엔진에 20ps의 전기 모터를 채용하고 있다. 전기모터의 역할이 큰 토요타의 시스템을 풀 하이브리드라고 하고 전기모터가 보조 역할을 하도록 설정된 혼다나 S400하이브리드등을 마일드 하이브리드라고 한다는 것이다.
여기서 한 가지 짚고 넘어갈 것이 있다. 토요타의 니켈 수소는 출력 밀도가 높고 리튬 이온은 에너지 밀도가 높다고 했다. 이는 순수 전기차를 상정했을 때는 에너지 밀도가 높은 리튬 이온이 필수 요소다. 그렇다면 다음 단계인 전기차를 고려한다면 리튬 이온 배터리 기술을 축적하는 것이 더 필요하다는 이야기가 된다.
또 하나 열에 약한 리튬 이온 배터리를 엔진 룸 내에 설계할 수 있게 된 이유에 대해서도 설명이필요하다. 휴대폰에서도 열로 인해 폭발가능성이 여전히 사라지지 않고 있다. 그 문제를 메르세데스는 에어컨의 냉풍 온도를 15~35도로 유지하는 것으로 해결했다. 엔진 룸을 열고 배터리 부분에 손을 대 보아도 뜨겁지가 않았다.
Exterior & Interior
하이브리드 버전의 차체는 롱 휠 베이스 뿐이다. 안팎으로 기존 모델과 크게 달라진 것은 없다. 4년 전 데뷔 당시에는 메르세데스의 디자인이라고는 생각할 수 없을 정도의 터치였다. C클래스와 E클래스까지 데뷔하고 나니 이제는 메르세데스 패밀리가 수년 전과는 전혀 다른 컨셉으로 변해 있음을 알 수 있다. 메르세데스 벤츠의 디자인팀은 브랜드의 DNA를 고수하는 상황에서 새로운 것을 찾는다는 것을 공공연하게 밝힌 적이 있다. 프리미엄 브랜드로서 변화를 리드하고자 한다는 얘기이다.
자세히 보아야 범퍼의 디자인이 달라진 것을 알아차릴 수 있다. 눈에 띄는 것은 헤드램프 안에 LED 조명을 추가한 것 정도다. 이론적으로야 전력 소모가 적고 내구성과 시인성의 우수함 때문이다. 다른 한 편으로는 유행을 추구한 것이다. 라디에이터 그릴 안에 차간거리제어 장치인 디스트로닉+ 기능용 카메라가 설치되어 있다. 앞쪽에서 튀는 이물질로부터 보호하기 위해 글래스 커버가 씌워져 있다. 측면과 후면에서는 Blue HYBRID라는 로고 정도가 일반 모델과 다른 점이다.
인테리어 역시 S클래스 그대로다. 차이점은 계기판과 내비게이션 모니터에 하이브리드 시스템을 위한 기능이 추가된 정도. 복잡한 내용은 아니고 파워를 타이어에 전달하느냐, 회생 브레이크의 작동으로 충전이 되느냐, 그리고 전기모터의 어시스트로 파워를 더 끌어내느냐에 따라 흰색, 녹색, 빨간색으로 에너지 흐름 그래프의 색깔이 바뀐다. 컴퓨터 그래픽에 익숙한 현대인들이 적응하기 쉬운 디자인이다.
전체적으로는 배터리 잔량 표시가 주 임무로 보인다. 시내 주행시 정차 상태에서는 40% 이하까지 떨어지는 경우가 한 번 있었으나 주로 50% 전후를 유지했다. 고속 주행 중에는 60% 이상의 충전상태를 유지했다.
속도계 왼쪽에 조그맣게 디스트로닉 +의 작동 상태와 차선 이탈 경고장치의 작동 여부가 표시된다. 디스트로닉 +는 스티어링 칼럼 외쪽의 레버를 위쪽으로 한 번만 밀어 주면 된다. 차선 이탈 경고장치의 경보는 스티어링 칼럼을 진동시키는 방식이다. 진동을 좀 더 강하게 하거나 볼보처럼 경고음이 더 좋을 듯 싶다.
S400 Hybrid는 4년만에 페이스리프트를 한 S클래스에 추가된 버전이다. 그 안에는 최근 S클래스에 새로 추가된 편의장비가 만재되어 있다. 무엇보다 재미있는 것은 내비게이션 모니터를 운전석과 조수석에서 내비게이션, DVD 등으로 각각 사용이 가능하다는 점이다. 사운드는 물론 무선 헤드폰이 준비되어 있다. 같은 디스플레이창에 두 가지 화면을 표시할 수 있도록 한 것이다. 그야말로 아이디어의 싸움은 끝이 없다.
패키징면에서 특징적인 것은 리어 시트 아래 별도의 배터리가 없다는 점이다. 그로 인해 트렁크 공간을 전혀 손상하지 않았다.
Powertain & Impression
엔진은 S350에 탑재되는 3,498cc V6 DOHC 24밸브 사양으로 엣킨슨 사이클화한 것이 특징이다. 엣킨슨 사이클은 토요타 프리우스를 비롯해 혼다 인사이트, 포드 이스케이프 등 대부분의 하이브리드카들이 사용하고 있다. 스트롱 하이브리드에 더 유리하다고 알려진 엣킨슨 사이클 엔진의 채용 목적은 효율성, 즉 연비성능을 향상시키기 위함이다. 가변 기구의 응용으로 팽창비를 크게 해서 얻은 결과다. 오토사이클에 비해 최고출력 발생회전수가 낮다는 점이 특징이다. 통상적인 영역에서의 효율성을 중시하는 하이브리드카의 성격과 맞아 떨어진 것이다.
S350에서는 최고출력 272ps/6,000rpm, 최대토크 35.7kgm/2,400-5,000rpm를 발휘한다. 그것이 S400 하이브리드에서는 회전수는 같지만 299마력, 39.2kg•m로 파워가 증강되었다. 여기에 20ps/16.3kgm의 전기모터가 추가되어 시스템 출력은 299ps.
트랜스미션은 메르세데스 벤츠가 자랑하는 7G트로닉. CVT를 예상했던 것과는 다른 조합이다.
시동 키를 돌리면 그냥 엔진의 시동이 걸린다. 계기판 가운데 녹색으로 READY라고 하는 표시가 뜨는 정도의 차이이다. 주행해 나가는 감각은 가솔린 엔진과 같다. 전기모터만으로 발진이 이루어지지는 않는다. 아이들링 스톱과 가속시 파워 어시스트, 회생 브레이크라고 하는 마이크로 하이브리드 시스템들은 모두 적용되어 있다.
아이들링 스톱은 시속 20km/h. 이하에서 작동한다. 가속 페달에서 발을 떼 브레이크 페달로 옮기면 엔진 시동이 꺼진다. 다시 브레이크 페달에서 발을 떼면 시동이 걸린다. 이 때는 엔진회전계를 보고 알 정도로 작동감이 부드럽다. 이 부분에 대한 세심한 배려가 느껴진다. 오토 스타트/스톱 기능의 작동으로 인한 위화감이라거나 스트레스는 전혀 없다는 것이다.
전기모터가 파워를 보조해 주는 상황은 자주 발생하지 않는다. 평지에서 풀 가속을 하거나 언덕길에서 토크 부족이 느껴지는 상황에서 작동된다. 기어비의 변화로 엔진회전을 올리는 대신 전기모터의 작동으로 연료 소모를 줄일 수 있다는 얘기다. 아이들 스톱 중에도 에어컨의 컴프레서와 파워 스티어링 펌프는 전동으로 구동된다.
하이브리드카라는 것을 알려 주지 않고 블라인드 테스트를 한다면 쉽게 알아차릴 수 없는 주행성이다. 아이들링 스톱 상황 외에는 전혀 다르지 않다. 물론 성능은 S400이라는 차명에 걸 맞는 수준이다. 그러면서도 S350 가솔린 엔진 사양보다 연비가 30% 가량 좋다. 물론 토요타의 하이브리드도 그렇듯이 실험실 내의 데이터가 실제 도로에서 일치하는 것은 아니다.
하지만 절대수치로 4.0리터의 성능을 발휘하며 2리터급의 연비성능을 낸다는 것은 분명 적지 않은 혜택이다. 렉서스 LS600hL은 8기통 엔진으로 12기통의 성능과 6기통의 연비를, S400 하이브리드는 6기통 엔진으로 8기통의 성능과 4기통의 연비를 낸다는 것이다. 이것은 유저들의 욕구와 연비성능의 향상이라는 시대적인 과제 사이에서의 딜레마로 인한 것이기도 하다.
S400 HYBRID의 연비는 리터당 9.2km에 이산화탄소 배출량은 259g/km다. 렉서스 LS600hL은 각각 9.5km/리터, 246g/km와 차이가 난다. 한국 사양의 비교다. 이산화탄소 배출량은 나라에 따라 차이가 난다. 이 부분에서는 스트롱 하이브리드 시스템으로 인한 것이다. 메르세데스 벤츠는 그보다는 주행성을 손상시키지 않으면서 연비를 향상시키는데 더 초점을 두고 있다. 하이브리드 시스템의 채용으로 인한 중량 증가가 여전히 아킬레스 건인 상황에서 전통적인 내연기관 엔진차의 선구자다운 사고방식이라고 할 수 있다.
메르세데스 벤츠 S400은 앞으로 시장에서 하이브리드카에 대한 인식을 어떻게 바꾸어 갈지 중요한 바로미터로 작용할 것으로 보인다.
메르세데스-벤츠 The new S 400 HYBRID L 주요 제원
크기
전장×전폭×전고: 5,225×1,870×1,480mm
휠베이스: 3,165mm
트레드 (앞/뒤): 1,600/1,605mm
차체 중량: 2,130kg
연료탱크 용량: 90리터
트렁크 용량: 550리터
엔진
형식: 3,498cc V6 DOHC 24밸브
최고출력: 299ps/6,000rpm
최대토크: 39.2kgm/2,400-5,000rpm
압축비: 11. 7:1
전기모터
최고출력 : 20ps
최대토크 : 6.3kgm
섀시
구동방식: 뒷바퀴굴림
서스펜션 (앞/뒤): 4링크/멀티링크
브레이크 (앞/뒤): V 디스크/디스크
스티어링: 랙 & 피니언
타이어: 255/45R18
변속기
형식: 자동 7단
기어비: 4.38/2.86/1.92/1.37/1.00/0.82/0.73
최종감속비: 3.27:1
성능
0-100km/h 가속: 7.2초
최고속도: 250km/h
최소회전반경: 6.10m
연비: 9.2km/리터
이산화탄소 배출량: 259g/km
가격
1억 6,790만원
(작성 일자 2009년 10월 26일)
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