폭스바겐이 세계 최고 수준의 효율을 달성한 전기 콘셉트카 ‘미션 이피션시(Mission Efficiency)’를 공개했다.
양산차에 가까운 기술을 바탕으로 개발된 미션 이피션시는 뛰어난 공기역학 성능과 높은 에너지 효율을 통해 세 가지 세계 기록을 달성하며 폭스바겐 전동화 기술의 잠재력을 증명했다.
양산 기술 바탕으로 세 가지 전기차 효율성 세계 기록 수립
미션 이피션시의 가장 큰 특징은 기록 달성을 위한 전용 파워트레인을 개발한 것이 아닌, 폭스바겐의 차세대 양산 전기차의 핵심 기술을 바탕으로 제작됐다는 점이다.
미션 이피션시는 신형 ID.폴로 및 ID.크로스와 동일한 전륜구동 MEB+ 플랫폼을 기반으로 만들어졌다. 여기에 ID.폴로와 동일한 최고출력 135마력(PS)의 전기 모터와 54.9kWh 고전압 배터리로 구성된 파워트레인을 탑재했다. 이를 통해 폭스바겐이 지닌 차세대 전기차의 양산 기술만으로도 높은 수준의 효율을 구현할 수 있음을 증명했다.
미션 이피션시는 세 가지 도로 주행을 승인받은 전기차로서 세 가지 세계 기록을 수립했다. 첫 번째는 공기저항계수(Cd) 0.158이다. 이는 도로를 달릴 수 있는 자동차 가운데 가장 낮은 수치다.
두 번째 기록은 이상적인 조건에서의 주행 테스트에서 기록한 전비다. 미션 이피션시는 오르막 구간이 없고 에어컨 등 전력 소비가 없는 조건에서 68km/h의 일정한 속도로 주행 시 6.48kWh/100km(약 15.4km/kWh)의 전비를 기록했다.
세 번째 기록은 실제 도로 주행을 통해 검증됐다. 독일 볼프스부르크의 폭스바겐 개발센터를 출발해 폴란드와 체코를 거쳐 오스트리아 빈까지 이어지는 1,278.36km의 주행에서 미션 이피션시는 평균 에너지 소비량 6.89kWh/100km(약 14.5km/kWh)의 높은 실주행 전비를 달성했다. 여정 중 평균 주행 속도는 67.72km/h, 최고속도는 138km/h였으며, 주행 중 단 한 차례만 배터리 충전이 이뤄졌다. 빈 도착 당시 남은 주행 가능 거리는 164km였으며, 충전 손실을 포함하더라도 7.51kWh/100km(약 13.3km/kWh)의 세계 최고 수준 효율을 기록했다.
효율의 한계를 넘어선 공기역학 기술
공기저항계수(Cd) 0.158과 2.08m²에 불과한 전면 투영 면적을 통해 구현한 획기적으로 낮은 공기저항은 미션 이피션시의 공기역학 설계의 핵심이다. 공기 흐름에 최적화된 물방울 형태의 차체, 액티브 에어 플랩, 커버가 적용된 뒷바퀴와 언더커버로 완전히 덮인 하부 설계로 공기저항을 최소화했으며, 프레임리스 윈도우와 차체 표면에 통합된 도어 핸들로 효율을 극대화했다.
이러한 설계는 특히 고속 주행 시 효과를 발휘한다. 80km/h 이상에서는 ID.폴로 대비 에너지 소비량이 30% 이상 낮으며, 미션 이피션시가 140km/h로 주행 시 소모하는 에너지는 양산형 ID.폴로가 100km/h로 달릴 때 필요한 에너지와 거의 동일하다.
2013년 공개된 폭스바겐 XL1은 플러그인 하이브리드 구동계를 탑재한 모델로, 연료 1L로 100km를 주행할 수 있는 ‘1리터 카’를 목표로 만들어졌다. XL1은 출시 당시 세계에서 가장 경제적인 양산 모델로 이름을 올렸다.
브레이크와 휠, 타이어에 이르기까지 효율 중심으로 최적화된 설계
미션 이피션시의 모든 설계는 전기 파워트레인의 효율성을 극대화할 수 있도록 구성된다. 전륜 서스펜션은 ID.폴로와 동일한 맥퍼슨 스트럿 구조와 유압식 브레이크를 공유한다.
후륜에는 최초로 전자기계식 브레이크를 적용해 마찰 손실을 최소화하고, 브레이크 라인과 브레이크액 사용량을 줄이며, 가변식 제동력 배분을 지원한다. 이에 따라 회생제동 효율을 더욱 향상시킬 뿐 아니라 코너링 안정성도 극대화했다. 이 새로운 브레이크는 ID.폴로의 브레이크 시스템을 공급하는 글로벌 기업 아우모비오(AUMOVIO)와의 협업을 통해 개발됐으며, 유럽연합 도로 주행 승인을 위한 안전, 강성 및 충돌 요구사항을 충족한다.
휠과 타이어 역시 구름저항을 줄일 수 있도록 설계됐다. 휠은 자동차의 전체 공기저항의 25~30%를 차지하는 만큼, 새로운 해결책이 도입됐다. 미션 이피션시의 앞바퀴는 휠하우스 내부의 와류를 줄이기 위해 휠 아치를 타이어 곡률에 가깝게 설계했다. 또 휠 내부에는 특허 받은 림 디플렉터를 적용해 공기가 휠 내부로 유입돼 와류를 형성하는 것을 방지한다. 휠 외부에는 공기흐름에 최적화된 디자인이 적용돼 공기역학 성능에 기여한다.
폭스바겐은 미션 이피션시의 에너지 소비량을 줄이고 주행거리를 늘리기 위해 콘티넨탈과의 협업을 통해 에코콘택트 7(EcoContact 7) 양산 제품을 기반으로 한 콘셉트 타이어를 개발했다. 이는 유럽연합 타이어 라벨의 최고 효율 등급인 ‘A 등급’보다 약 25% 낮은 수준인 톤당 4.9kg에 불과한 구름저항을 자랑한다. 콘셉트 타이어는 사이드 월과 트레드의 컴파운드를 최적화해 주행 중 발생하는 에너지 손실을 최소화했다.
일상 활용성을 고려한 실내 구조와 태양광 패널 적용
미션 이피션시는 전장 4,775mm, 전고 1,392mm의 컴팩트한 차체에 4인승 시트 구성과 481L의 적재 공간을 갖췄다. 앞좌석에는 성인이 불편함 없이 탑승할 수 있으며, 두 개의 뒷좌석에는 키 160cm 이하의 승객이 탑승할 수 있어 이론상 어린 자녀를 둔 4인 가족이 함께 탈 수 있도록 설계됐다. 뒷좌석 아래와 차체 측면에는 추가 수납 공간이 마련돼 일상용품과 충전 케이블을 수납할 수 있다.
차체는 ID.폴로와 일부 부품을 공유하며, 모노코크 알루미늄 구조에 고강도 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 및 아라미드 복합소재를 결합해 경량화에 집중했다.
실내에는 경량 패널이 적용됐으며, 일반적인 오디오 시스템을 대체하는 휴대용 블루투스 스피커가 마련된다. 무거운 인포테인먼트 시스템을 대신해 스마트폰이나 태블릿 PC를 인포테인먼트 시스템으로 활용할 수 있는 ‘Bring your own device’ 콘셉트를 적용해 무게를 줄였다.
미션 이피션시에는 최고출력 370W의 태양광 시스템이 적용돼 글래스 루프와 트렁크 리드에 태양광 패널이 내장된다. 태양광 발전을 통해 얻은 에너지는 차내의 여러 전기 시스템에 전력을 공급하며, 계절과 지역, 날씨에 따라 하루 최대 30km까지 주행거리를 늘릴 수 있다.
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