아우디 EREV 특허, 두 번째 차축 모터가 발전기까지 겸하는 방식

© A. Krivonosov

서로 다른 두 개의 유닛 대신 전기모터 하나로—이것이 아우디가 새로 출원한 특허 구조의 핵심이다. 일반적인 직렬형 EREV에서는 내연기관이 별도의 발전기를 돌리고, 바퀴는 전용 구동 전기모터가 움직인다. 아우디는 발전기 역할을 두 번째 차축의 모터에 맡기고, 제어되는 클러치를 통해 주행 중에도 그 역할을 전환하는 방식을 제안한다.

배터리가 충전된 상태에서는 메인 모터와 보조 모터가 서로 다른 차축을 구동해 사륜구동을 형성할 수 있다. 에너지가 부족해지면 내연기관이 작동을 시작하고, 클러치를 통해 두 번째 전기모터를 이제는 발전기로 회전시킨다. 가장 특이한 모드는 세 번째 경로를 열어준다—가솔린 엔진이 같은 전기모터와 변속기를 거쳐 바퀴에 직접 토크를 전달할 수 있는 것이다.

공식적으로 이 구조는 이제 순수한 EREV라고 부르기 어렵다. 전형적인 직렬형 주행거리 연장 전기차에서는 내연기관이 구동 바퀴와 기계적으로 분리되어 있다. 여기서 아우디는 다중 모드 하이브리드를 얻는다—조건에 따라 순수 전기차, 직렬 하이브리드, 혹은 엔진을 직접 구동에 사용하는 방식 중 하나로 작동할 수 있다.

엔지니어링 측면의 이점은 명확하다—별도의 모터-발전기가 불필요해진다는 것이다. 이와 함께 관련 전력 전자장치도 없앨 수 있어 전기 부문의 비용과 무게를 줄일 수 있다. 반대급부는 추가되는 클러치와 더 복잡해지는 제어 로직이다. 아우디만의 특수한 우려도 있다—두 번째 차축 모터가 특정 순간 발전에 매달려 있다면, 평소와 같은 quattro 사륜구동 작동을 보장하기가 더 어려워질 수 있다는 점이다.

브랜드 입장에서 기계적 복잡함과 전동화를 결합하는 발상 자체는 더 이상 예외가 아니다. 지난 5월에는 엔지니어들이 S tronic 변속기에서 서로 겹치는 클러치를 도입해 거의 끊김 없는 변속을 구현하겠다고 제안한 또 다른 아우디 특허가 소개된 바 있다. 기술은 다르지만 접근 방식은 비슷하다—변속기를 단순화하는 대신, 아우디는 더 많은 기능을 수행하도록 요구하고 있다.

브랜드의 양산형 하이브리드는 현재로서는 더 전통적인 구조로 만들어진다. 예를 들어 아우디 A5 아반트 TFSI e-하이브리드 quattro는 가솔린 엔진과 전기 시스템을 전형적인 PHEV 구조로 결합하며, 일본 사양에서는 순수 전기 주행만으로 최대 108 km를 달릴 수 있다. 이번 특허 아이디어가 눈에 띄는 지점은 내연기관과 바퀴 사이의 기계적 연결을 포기하지 않으면서도 전기 기계의 수를 줄이려 한다는 것이다.

현재로서는 보호받는 기술 개념일 뿐이다. 이 특허는 향후 양산 모델도, 도입 시기도 확정해주지 않으며, 전기모터 하나를 줄여서 얻는 절감 효과는 클러치와 제어, 그리고 다중 모드 변속기의 유지·보수가 그 이점을 상쇄하지 않을 때만 의미가 있다.