Audi e-tron
  • Audi e-tron
  • The concept
  • Design
  • Interior
  • Drive System
  • Driving Dynamics
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  • A high-performance sports car with a purely electric drive system

    순수 전기구동시스템이 장착된 고성능 스포츠카 아우디는 IAA 2009의 하이라이트인 순수 전기구동시스템이 장착된 고성능 스포츠카 e-트론을 발표했습니다. 앞축과 뒤축에 두 개씩 달린 네 개의 모터로 휠이 움직여서 이 컨셉트카는 진정한 콰트로가 됩니다. 230kW(313hp)의 출력과 4,500Nm(3,319.03lb-ft)의 토크를 발휘하는 이 2인승 자동차는 발진 가속 성능(0→100km/h)과 추월 가속 성능(60→120km/h)이 각각 4.8초와 4.1초입니다. 또한 42.4 KWh 용량의 리튬이온 배터리로 약 248km를 주행할 수 있습니다.

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  • The concept

    컨셉트

    전기구동시스템은 아직 시장의 주류로 자리잡고 있지 않습니다. 1900년 무렵에 최초의 전기 자동차가 실제로 도로르 주행하였지만 2009년도 현재 배터리로만 동력이 공급되는 차를 생산하는 자동차 제조업체는 없습니다. 독일에서 현재 등록된 전기 자동차는 1,500대 미만으로 전체 차량의 0.035%에 불과합니다.

    그러나 전기 주행에는 잠재적으로 많은 이점이 있습니다. 전기 자동차는 연료인 석유에 대한 운송 및 경제적 의존도를 줄이며 직접적으로 배기 가스를 배출하지 않기 때문에 환경 부담을 완화시킵니다. 전기 구동 시스템은 또한 연소 엔진보다 훨씬 더 효율적이어서 소비자의 부담을 덜어줍니다. 그 밖의 장점으로는 스포티함과 주행의 즐거움을 들 수 있습니다. 운전자가 가속페달을 밟으면 기본적으로 모든 토크를 이용할 수 있으며 놀랄만한 가속을 준비합니다.

    그러나 전기 자동차가 양산 체제로 들어가기 위해서는 아직 준비해야 할 것들이 많습니다. 가장 큰 문제는 에너지 저장 시스템의 통합입니다. 필요한 주행 가능 거리와 성능을 만족시키기 위해서는 트랙션 배터리가 필요한데 이 배터리는 무거우며 공간도 많이 차지합니다. 아우디는 이러한 불리한 점을 상쇄하기 위해 새로운 방법을 채택하고 있습니다. 즉, 특정 차량 패키지, 체계적 경량 구조 개념, 전기구동을 위해 모든 부품을 최적으로 구성하는 전체적 접근법을 취합니다.

    아우디 e-트론 – 전체적 접근법
    전기 구동용 배터리와 관련된 가장 중요한 개발품은 리튬이온 전지입니다. 자동차에 사용하기 위해 중량은 줄이고 용량 및 성능은 증가시킨다는 일차적 목표를 가지고 전세계의 수많은 전문가들은 더욱 전지 개발에 힘쓰고 있습니다. 곧 나올 Q5 하이브리드(hybrid)와 같은 하이브리드 양산 차량과 e-트론 테스트 플랫폼에 사용하기 위해 아우디 또한 이 기술을 채택하였습니다. 컨셉트 수준에서는 실제적으로현재의 배터리 기술이나 연소 엔진의 전기구동시스템 대체 요구 등을 만족시키며 상용화되기에는 시간이 걸리게 마련입니다. 아우디 개발 엔지니어들은 컨셉트 단계에서부터 전기구동시스템이 필요로 하는 새로운 요건에 기초하여 사실상의 모든 부품과 기술을 설계하기로 결정했습니다. 모든 구성요소간 상호작용은 효율성, 주행 가능 거리, 실용성 등의 요소에 결정적인 영향을 미칩니다

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  • Design and Package

    디자인과 패키지

    첫 눈에도 보는 이의 마음을 사로잡습니다.
    아우디 e-트론은 도로에서 넓고 강력한 스탠스로 그 위용이 사뭇 남다릅니다. 차체는 거의 일체형 구조이며 폐쇄된 리어 엔드는 파워풀하고 근육질의 남성미가 넘칩니다. 사다리꼴의 단일 프레임 그릴이 전면부를 장악하고 두 개의 커다란 공기흡입구가 측면에 위치합니다. 그릴의 윗부분은 투명한 유리 커버가 있는 적응형 메트릭스빔 헤드라이트 모듈의 납작한 스트립과 합쳐집니다. 고효율 LED 기술이 모든 조명장치에 사용되고 있는데, 이 기술은 아우디가 현재 최고의 기술력을 보유하고 있습니다.

    헤드라이트는 어떤 상황에서도 유연하게 대응하는 완전 자동 조명 보조 장치의 핵심입니다. 신기술의 사용하여 기후 조건을 인식하면서 조명을 비나 안개에 적합하게 변경합니다. 조명 보조 장치의 핵심 기술로 카메라를 들 수 있는데, 이 카메라는 자동차에 탑재된 컴퓨터와 연동하여 마주오는 차량을 감지하거나, 차선을 인식하며, 안개 낀 주행 상황 등에서 가시성을 측정합니다.

    e-트론만의 새로운 설계 요소로는 단일 프레임 그릴 안과 리어 휠 웰 앞의 공기 흡입구입니다. 보통은 닫혀있다가 추가적으로 냉각공기가 필요할 때는 플랩 방식으로 열립니다. 이로써 최대 효율성을 기할 수가 있습니다. 항력계수는 현저히 낮으며 플랩이 닫히면 더욱 낮아집니다.

    1.90m의 전폭, 4.26m의 전장, 1.23m의 전고는 슈퍼카에 적합한 슈퍼비율입니다. 2.60m 축거는 승차 인원과 사용되는 기술을 위한 공간 활용도를 높여 줍니다. 미드쉽 엔진 스포츠카와 같이, e-트론의 탑승공간은 앞축 쪽으로 멀찌기 이동하여 뒤축의 전면에 대략 470kg의 배터리 장치, 인버터, 전력전자 장치를 위한 공간을 남겨둡니다. 자체 냉각 시스템이 있는 두개의 전기 모터는 뒤축 뒤에 장착됩니다. 전면 전기 모터는 앞축에 장착되며 냉각 시스템은 그 앞에 배치됩니다. 42:58의 중량 배분을 특징으로 하는 이 특수 패키지는 완벽한 균형을 보증하며, 이는 e-트론의 드라이빙 다이나믹스에 기여합니다.

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  • Interior and Control Concept

    인테리어와 제어 개념

    새로운 구동 개념과 더불어 인테리어 디자인에도 시인성과 기능성을 개선하였습니다. 요컨대, 아우디 DNA가 전기 자동차라는 새로운 컨셉트에도 변함 없이 유지되고 있는 것입니다. 아우디를 특징짓는 디자인 중 하나가 구성, 계기 및 정보 흐름의 간결성을 통해 시인성을 향상시키고, 전체적으로 깔끔한 느낌을 전해 주는 것이라고 할 수 있습니다. 계기반은 떠 있는 것 같이 보이고 굴곡부가 도어 패널을 향해 가로로 뻗어 있습니다. 변속기, 시프터, 차축 터널을 감안할 필요가 없기 때문에, 설계자들은 특별히 얇고 가벼운 중앙 터널과 센터 콘솔을 만들었습니다. 운전자가 전진, 후진, 중립 모드 가운데 선택할 수 있도록 하는 플러시 기어 셀렉터는 차가 출발하면 터널에서 나옵니다.

    e-트론의 운전석 또한 운전자 지향적으로 아우디의 특성을 그대로 반영하고 있습니다. 고전적인 계기판 대신 컨셉트 카는 통합된 MMI 기능이 있는 크고, 접어 넣을 수 있는 중앙 표시창이 장착된 아우디 최초의 자동차입니다. 두 개의 둥근 다이얼은 그 측면에 위치해 있습니다. MMI는 운전대 위에 있는, 터치 센서 방식의 스크롤 패드("MMI touch")로 조정됩니다. 이것은 스마트폰에서 영감을 받은 요소입니다.

    오른쪽에 있는 아날로그 속도계가 속도 정보를 제공하는 동안, 왼쪽에 있는 계기는 얼마나 많은 동력이 사용되는지를 운전자에게 알려줍니다. 중앙 표시창은 상태표시줄의 형태로 주행 가능 거리를 보여주고 인포테인먼트와 네비게이션 시스템의 모든 중요한 정보를 나타냅니다. 또한 차량의 통신 관련 데이터를 운전자에게 제공합니다. 요컨대, 계기판은 아날로그와 디지털이 절묘하게 조화를 이루고 있습니다.

    아우디 e-트론의 개념 특성은 스위치와 점화장치와 같은 소형 부품을 거의 완전히 제거하는 것입니다. 에어컨 장치는 운전대의 오른쪽 위쪽에 있습니다. 표시창은 온도 및 환기 정보를 보여줍니다. 역시 스마트 폰에서 영감을 얻은 이 시스템은 터치 센서 방식의 슬라이딩 컨트롤을 사용하여 제어됩니다.

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  • Drive System and Energy Supply

    구동 시스템과 에너지 공급

    총출력이 230kW(313hp)인 네 개의 비동기식 모터로 아우디 e-트론는 고출력 스포츠카의 성능을 가집니다. 필요하다면 컨셉트 카는 4.8초만에 0에서 100km/h(0 – 62.14mph)로 가속될 수 있으며 4.1초만에 60에서 120km/h(37.28 – 74.56mph)로 가속될 수 있습니다. 토크는 주행 상황과 노면 상태에 따라 선택적으로 휠로 전달이 되므로 트랙션과 핸들링 성능이 뛰어납니다. 전기 모터에서 필요로 하는 에너지량이 속도에 반비례하여 증가하기 때문에, 최고 속도는 200km/h(124.27mph)로 한정됩니다. NECD 결합 주기에 있어 항속 거리는 약 248km입니다. 이러한 수치는 통합 개념 즉, 최신의 배터리 기술과 결합한 전기구동시스템을 위해 특별히 구성된 기술의 사용에 의해 가능해집니다. 배터리 블록의 총에너지 함량은 시간당 약 53킬로와트이고(수명을 고려하여 사용 가능한 부분은 42.4kWh로 제한), 액체 냉각 방식을 이용합니다.

    이 에너지 저장 장치는 전선과 플러그를 통해 가정용 전류(230V, 16A)로 충전됩니다. 소켓은 차 뒤편에 있는 커버 뒤에 있습니다. 배터리가 완전히 방전되면, 충전 시간은 6시간에서 8시간입니다. 고전압(400V, 63A)이면 이는 단 2.5시간으로 줄어듭니다. 아우디 엔지니어들은 충전을 좀 더 편리하게 하기 위한 무선 방식을 연구하고 있습니다. 충전기는 집에 있는 차고나 특수 주차 차고에 둘 수 있으며 차를 주차하면 자동으로 작동됩니다. 이러한 기술은 오늘날 충전용 전동 치솔에서 유사한 형태로 이미 사용되고 있습니다.

    배터리는 자동차가 멈춰 있을 때 뿐 아니라 이동할 때도 충전되며 여기서 키워드는 회수입니다. 현재 많은 아우디 생산 모델에서 이러한 형태의 에너지 회수와 배터리를 이용합니다. 브레이크를 거는 동안 발전기는 운동에너지를 전기에너지로 바꾸고 이는 차내에 장착된 전기시스템에 공급됩니다.

    네 개의 경량 세라믹 브레이크 디스크로 속도를 낮춘 아우디 e-트론은 미래의 자동차로 손색이 없습니다. 전자 브레이크 시스템은 전기 모터의 회수능력을 활용할 수 있습니다. 유압식 고정캘리퍼 브레이크는 앞축에 장착되고, 새로운 전기로 작동하는 두 개의 부동 캘리퍼 브레이크는 뒤축에 장착됩니다. 이 부동 캘리퍼는 기계적 혹은 유압식 전달요소가 아닌 전자제어식 브레이크(brake by wire: bbw)에 의해 활성화됩니다. 또한, 이것은 브레이크 페달을 놓을 때 잔류슬립으로 인한 마찰손실을 없애줍니다.

    브레이크 페달의 이 디커플링으로 e-트론의 전기 모터는 모든 제동 에너지를 전기로 변환하여 회수할 수 있습니다. 전기기계 브레이크 시스템은 더 큰 감속이 필요한 경우에만 작동됩니다. 운전자는 이러한 제어 동작을 알아채지 못하며 유압식 브레이크 시스템과 동일하게 예측 가능하며 일정한 브레이크 감을 느낄 수 있을 뿐입니다.

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  • Driving Dynamics

    드라이빙 다이나믹스

    견인력의 정상분포는 e-트론의 중량분산에 따라 뒤축쪽으로 뚜렷이 치우칩니다. 미드쉽 엔진 스포츠카와 마찬가지로, 약 70%의 동력이 뒤쪽으로, 30%는 앞쪽으로 전달됩니다. 축이 미끄러지면 이 균형은 네 개의 중앙제어 전기 모터에 의해 달라질 수 있습니다. 그러므로 아우디가 만든 전기자동차는 콰트로 기술의 모든 장점을 갖고 있습니다.

    트랙션을 크게 하기 위해 네 개의 개별 모터가 휠 구동장치로서 휠 뒤에 설치되고, 이는 또한 e-트론의 횡축방향 동역학이 잘 제어되도록 합니다. 스포츠 디퍼렌셜이 기존의 콰트로 차량에서 하는 역할과 마찬가지로, 개별 바퀴의 가속을 목표로 하는 토크 벡터링은 주행 안전성을 높이면서 e-트론은 훨씬 더 역동적이 됩니다. 브레이크 작동뿐만 아니라 단지 몇 밀리 초 동안 지속되는 동력을 규정대로 증가시키기만 해도 언더스티어와 오버스티어를 교정할 수 있습니다. 컨셉트 카는 큰 횡방향 가속하에서도 중립을 유지하며 레일 위를 달리는 것처럼 힘차게 코너링을 합니다.

    섀시 앞축에는 삼각의 더블위시본이 있으며 뒤축에는 단조 알루미늄부품으로 만들어진 사다리꼴의 위시본이 있습니다. 이는 모터스포츠에서 뛰어난 민첩성, 한치의 오차도 없는 정확성, 정확하게 규정된 자동 조타 거동을 위한 최적의 필요조건이라고 증명된 구조입니다. 스프링과 쇼크업소버 세팅은 딱딱한 편이지만 안락성에는 지장을 주지 않습니다.

    직접 랙 앤드 피니언 방식의 스티어링은 미세하게 차별화된 반응을 제공합니다. 그 전동식 스티어링 부스트는 속도에 따라 달라지므로 e-트론은 똑바로 앞으로 주행할 때가 아니라 방향을 돌리는 동안에만 에너지를 제공합니다.

    슈퍼카로서의 위상에 걸맞게 이 아우디 컨셉트 카는 새로운 블레이드 설계의 19인치 타이어로 운행됩니다. 전면의 235/35 타이어와 후면의 295/30 타이어는 확실한 접지력을 제공합니다.