고성능 전기차 시대의 서막, ‘아이오닉5N’에 적용된 특별한 기술들

아이오닉5N에 적용된 7가지 첨단 전동화 기술

현대자동차 최초의 고성능 전기차 ‘아이오닉5N’이 트랙을 달리고 있다. 현대차 제공

전기차에 모터스포츠 감성을 덧댔다. 현대자동차의 하반기 야심작 ‘아이오닉5N’은 회사가 그동안 쌓은 첨단 전동화 기술력을 집약한 결정체다. 그만큼 다양한 특화 사양으로도 주목된다.

현대차는 14일 ‘아이오닉5N 테크데이’를 개최하고 차량에 담긴 다양한 기술을 소개했다. 순간적인 가속 성능과 서킷 주행까지 가능한 내구성을 비롯, 혁신적인 열 관리 시스템과 강력한 회생제동 등 전기차 관련 기술을 세계 최고 수준으로 끌어올렸다. 아이오닉5N은 전·후륜 합산 478kW(650마력)의 최고 출력과 770Nm(78.5kgf·m)의 최대 토크의 힘을 내뿜는 고성능 모터와 84.0kWh의 고출력 배터리를 탑재했다.

아이오닉5N에는 크게 7가지 첨단 기술이 적용됐다. ▲4세대 고전압 배터리 셀 및 시스템 ▲N 배터리 프리컨디셔닝 ▲N 레이스(N Race) ▲N 브레이크 리젠, 날카로운 코너링을 위한 ▲N 특화 차체∙샤시 ▲N 페달 ▲N e-쉬프트 ▲N 액티브 사운드 플러스 등이다.

4세대 고전압 배터리셀은 공정 최적화, 신규 소재 적용 등의 노력을 통해 에너지 밀도를 8.4%나 향상한 것이 특징이다. 우수한 급속 충전 성능은 물론 실시간 사전 안전 진단, 고성능 특화 주행·충전 제어가 가능한 배터리관리시스템(BMS)가 탑재돼 안전성을 한껏 높였다. 배터리 시스템 구조를 단순화해 냉각 성능을 높이고 소재 혁신을 통해 방열 성능도 향상시켰다고 한다.

현대자동차 최초의 고성능 전기차 ‘아이오닉5N’이 트랙을 달리고 있다. 현대차 제공

현대차 N브랜드매니지먼트실장 박준우 상무는 “N 브랜드 최초의 고성능 전기차인 아이오닉 5 N의 개발 과정은 N 브랜드의 미래 방향성을 정의하는 대담한 도전이자 새로운 기준의 발견이었다”면서 “현대차가 보유한 첨단 기술과 모터스포츠 경험을 바탕으로 전동화 시대에도 운전을 사랑하는 고객에게 가장 감성적인 고성능 운전 경험을 제공할 것”이라고 말했다.

현대차는 아이오닉 5 N의 트랙 주행 성능을 극대화하기 위해 새로 개발된 4세대 고전압 배터리 셀 및 시스템을 비롯, ▲N 배터리 프리컨디셔닝 ▲N 레이스 ▲N 브레이크 리젠 등 다양한 특화 사양을 적용했다.

또한 배터리 시스템 구조 단순화 및 배터리 케이스와 냉각 채널 일체화를 통해 배터리 셀과 냉각 채널 간의 열 전달 경로를 줄여 냉각 성능을 강화하고, 배터리 셀과 냉각 채널 사이에 적용된 방열 소재의 열전도도를 높여 방열 성능을 향상시켰다.

N배터리 프리컨디셔닝은 주행을 시작하기 전 배터리를 냉각·예열해 최적의 주행 조건을 제공하는 기능이다. 단시간에 최대 출력을 내기 위한 ‘드래그 모드’와 장시간 고부하 주행을 위한 ‘트랙 모드’ 등 두 가지의 모드가 있다.

N레이스는 주행 목적에 맞는 최적의 성능을 제공하는 기능이다. 스프린트 모드와 엔듀런스 모드로 구성되며 모터 및 배터리의 냉각을 강화하고 배터리 최대 출력 범위를 확장해 트랙 주행 시 발생할 수 있는 출력 제한을 최소화한다.

잘 달리는 만큼 잘 멈춰야 한다. 회생제동 성능을 극대화한 N브레이크리젠을 탑재해 기계식 브레이크 사용 빈도를 최소화했다. 주행 상황별로 특화된 회생제동 모드를 적용해 트랙 주행 시에는 회생제동을 최대화해 제동 성능을 높이는 한편, 일상 주행 시에는 전비를 최우선으로 편안한 제동감을 제공한다.

차체와 섀시에서는 중량 증가를 최소화해 안정적이고 역동적인 주행 성능을 확보했다. 전륜에는 서브프레임 횡 방향 보강 및 스테이 추가로 코너링 시 하중을 받는 부위를 보강해 전륜 횡 강성을 15% 높여 차량의 선회 반응성과 한계 성능을 향상시켰다. 스트럿 링을 적용하고 카울 크로스바에 마운트를 추가해 전반적인 핸들링 성능을 높였다. 후륜의 크로스 멤버 및 서스펜션 암 보강 등을 통해 후륜 횡 강성을 16% 높이고 대폭 강력해진 후륜 출력을 안정적으로 버틸 수 있게 했다. 후륜 휠하우스 안쪽의 차체를 보강해 기존 아이오닉 5 대비 비틀림 강성을 11% 증대시켰으며 차체의 주요 개구부에 용접점을 늘리고 접착제를 추가해 보다 단단한 차체를 완성했다.

회생제동 시스템과 높은 자유도의 모터 토크 제어 등 전기차만의 특성을 활용해 코너링 성능을 극대화하는 N페달 기능도 있다. N페달 사용 시 운전자가 가속 페달에서 발을 떼면 빠르게 감속하면서 신속한 하중 이동과 민첩한 선회 거동으로 날카로운 코너링을 경험할 수 있다. 1단계에서 3단계까지 선택할 수 있는 N 페달은 단계에 따라 더욱 빠르고 민첩한 코너 주행이 가능하며 기존의 i-페달(i-Pedal)에 비해 한층 강력한 회생제동과 빠른 모터 응답성을 제공한다.

N e-쉬프트는 모터 제어를 통해 변속기가 탑재된 고성능 내연기관 차량 특유의 변속감과 주행 감성을 제공하는 기능이다. 운전자에게 변속감은 물론 기어단에 따라 달라지는 엔진 브레이크 느낌과 공회전 시의 엔진 거동도 구현한다. 엔진 RPM과 기어단을 클러스터에 표시하고 N 액티브 사운드 플러스와 연동된 실감나는 엔진 사운드를 함께 제공한다.

또한 N e-쉬프트는 드라이브 모드에 따라 변속감과 변속 패턴이 달라진다. 노말 모드에서는 일상 속 편안한 주행에 적합한 변속감을 제공하며 스포츠 모드에서는 듀얼 클러치 변속기가 탑재된 스포츠카의 변속감을, N 모드에서는 시퀀셜 변속기가 탑재된 레이스카와 같은 역동적인 변속감을 제공한다.

N 액티브 사운드 플러스는 RPM, 속도, 토크 등의 주행정보를 바탕으로 고성능 전기차에 최적화된 가상 사운드를 제공하는 시스템으로 현대차 최초로 프렁크 스피커와 후방 스피커를 탑재하고, 실내에 8개의 스피커를 적용해 차량 내부는 물론 외부에서도 가상 사운드를 들을 수 있게 했다.

또한 다양한 음색의 고성능 사운드를 구현하기 위해 엔진 사운드 전용 로직을 신규 개발하는 등 주행 사운드 디자인 레이어를 기존 2개에서 7개로 증대시켰으며, 이를 바탕으로 ▲내연기관 엔진 사운드를 계승한 이그니션 모드 ▲RN22e와 N 2025 그란투리스모의 사운드를 계승한 에볼루션 모드 ▲제트기 소리에서 영감을 얻은 슈퍼소닉 모드 등 3개의 전용 사운드 모드를 제공한다.

현대자동차 최초의 고성능 전기차 ‘아이오닉5N’의 모습. 현대차 제공

특히 현대차는 N 액티브 사운드 플러스에 세계 최초로 고성능 효과음 기능을 적용해 운전의 재미를 더욱 강화했다. 고성능 내연기관 차량의 배기음, 음속을 통과할 때 나는 소닉 붐 사운드 등 가속 페달을 밟는 정도와 속도, 변속 시점 등 차량의 주행 상황에 맞춰 각각의 사운드 모드에 적합한 효과음을 발생시킨다.

틸 바텐베르크 현대차 N브랜드 & 모터스포츠 사업부장은 “아이오닉 5 N에 적용된 첨단 전동화 기술은 고객에게 운전의 즐거움을 선사하기 위해 현대차 연구원들이 끊임없이 노력한 결과”라며 “현대차는 아이오닉 5 N을 시작으로 전동화 시대에도 고객에게 운전의 즐거움과 주행 감성을 지속적으로 제공해 나갈 것”이라고 말했다.

오경진 기자

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