[스포츠서울 | 원성윤기자] 현대차가 650마력의 고성능 전기차 아이오닉5N을 선보였다. 현대차는 14일 서울 마포구 레이어 11에서 ‘아이오닉 5N 테크 데이’를 열고, 아이오닉 5N에 적용된 첨단 전동화 기술을 발표했다.

현대차는 이날 ‘그린헬’이라고 불리는 독일 뉘르부르크링(Nürburgring) 북쪽 서킷인 노르드슐라이페(Nordschleife)에서 진행된 영상을 공개하며, 2바퀴를 돌았을 때 배터리 온도가 46℃에 불과하다는 점을 강조했다. 노르드슐라이페는 서킷 20.8㎞에 154개 코너로 이뤄져 극한의 주행 환경을 시험해 볼 수 있다. 박준우 현대차 상무는 “타사 전기차들은 이런 극한 환경에서 이 수준의 배터리 온도를 유지할 수 없다”며 자신감을 드러냈다.

아이오닉 5N은 순간적인 가속 성능과 서킷 주행이 가능한 내구 성능을 동시에 충족시킨 고성능 전기차로 혁신적인 배터리 열 관리 시스템, 강력한 회생제동 기반의 안정적인 제동 시스템 등 현대차의 첨단 기술력을 집약했다. 특히 주행 성능의 경우 스포츠카를 주력으로 하는 타사 수준으로 끌어올렸다는 게 현대차의 설명이다.

현대차는 아이오닉 5N에 전∙후륜 합산 478kW(650마력, N 그린 부스트 사용 시)의 최고 출력과 770Nm(78.5kgf·m, N 그린 부스트 사용 시)의 최대 토크를 내뿜는 고성능 모터 시스템 및 84.0kWh의 고출력 배터리를 탑재하고 고성능 전기차 N 전용 특화 사양을 대거 적용했다.

박 상무는 “전기차가 가지고 있는 모든 한계를 극복하기 위해 노력했다”며 “글로벌 미디어와 고객들의 모든 의견들을 반영해서 N브랜드에 녹여냈다”고 설명했다. 현대차는 오는 11월 아이오닉 5N을 런칭과 함께 강원도 인제 스피드웨이에 전기차 고속 충전 생태계 시스템을 구축할 계획이다.

아이오닉 5N은 서킷 주행에 부적합하다는 편견을 깨기 위해 노력했다. 브레이크 빨리 지치거나 출력제한이 빨리온다는 단점을 극복하기 위해 배터리 설계 역량을 높이고 냉각 및 제어 기술력을 집약해 새로운 4세대 고전압 배터리 셀과 시스템을 개발했다.

김용재 고성능차시험팀 책임연구원은 “아이오닉 5 N에 최초로 탑재된 4세대 고전압 배터리 셀은 고용량 신규 소재 적용과 배터리 셀 설계 및 공정 최적화를 통해 에너지 밀도가 8.4% 향상됐다”며 “우수한 급속 충전 성능과 높은 내구성을 갖추고 있다”고 설명했다.

새로 개발된 4세대 고전압 배터리 시스템은 △OTA(Over-the-Air) 업데이트 △실시간 사전 안전 진단 △고성능 특화 주행∙충전 제어 등이 가능한 BMS(Battery Management System)를 탑재하고 열폭주 지연 강화 설계를 적용해 배터리 안전성을 높였다.

김 연구원은 “배터리 시스템 구조 단순화 및 배터리 케이스와 냉각 채널 일체화를 통해 배터리 셀과 냉각 채널 간의 열 전달 경로를 줄여 냉각 성능을 강화했다”며 “배터리 셀과 냉각 채널 사이에 적용된 방열 소재의 열전도도를 높여 방열 성능을 향상시켰다”고 밝혔다.

N 배터리 프리컨디셔닝은 주행 시작 전에 적합한 온도로 배터리를 냉각하거나 예열해 최적의 주행 조건을 제공하는 기능으로 단시간에 최대 출력을 내기 위한 ‘드래그 모드’와 장시간 고부하 주행을 위한 ‘트랙 모드’ 등 두 가지 모드가 있다.

드래그 모드 선택 시 배터리 온도를 최대 가속을 위한 적정 온도인 30~40도 사이로 조절하며, 트랙 모드 선택 시 오랜 주행에도 배터리 온도가 크게 오르지 않도록 20~30도 사이로 온도를 조절한다.

특히 트랙 모드는 충전과 트랙 주행을 반복하는 상황에서 충전 속도를 조절해 배터리 온도 상승을 최소화함으로써 빠른 시간 내에 주행을 다시 이어갈 수 있다.

이건구 책임연구원은 “냉각 채널 및 배터리 케이스 일체화를 통해 배터리셀과 냉각 채널을 열전달 경로를 최소했다”며 “모터 및 배터리의 냉각을 강화하고 배터리 최대 출력 범위를 확장해 트랙 주행 시 발생할 수 있는 출력 제한을 최소화했다”고 설명했다. 스프린트 모드 선택 시 출력 제한 없이 N 그린 부스트 사용이 가능해 최대 성능으로 트랙을 주파할 수 있고, 엔듀런스 모드 선택 시 배터리 온도가 과하게 오르지 않도록 제어해 최적의 출력으로 트랙 주행을 즐길 수 있다는 것이다.

또 아이오닉 5 N에 회생제동을 극대화하는 N 브레이크 리젠을 탑재해 기계식 브레이크의 사용 빈도를 줄이면서도 전반적인 제동 성능을 강화했다. 손정기 책임연구원 “N 브레이크 리젠은 주행 상황별로 특화된 회생제동 모드를 적용해 트랙 주행 시에는 회생제동을 최대화해 제동 성능을 높이고 일상 주행 시에는 전비를 최우선으로 편안한 제동감을 제공한다”고 밝혔다.

N 브레이크 리젠은 세계 최초로 최대 0.6G(표준 중력 가속도 단위)의 고감속 영역까지 에너지 회수가 가능한 회생제동 시스템으로 전∙후륜 모터 동시 제어가 가능하며 주행 환경에 따라 회생제동 비율을 가변적으로 제어할 수 있다.

특히 ABS 제어 시에도 최대 0.2G까지 회생제동이 작동해 급격한 감속이 자주 발생하는 트랙 주행 상황에서 회생제동 작동 비율과 에너지 회수율을 높여 제동 부하를 최소화하고 에너지 회수를 최대화해 오랜 시간 제동 성능 저하 없이 트랙을 달릴 수 있다.

아이오닉 5 N은 강성을 높인 N 특화 차체 및 샤시를 적용하고 전기차의 특성을 활용해 코너링 성능을 극대화한 N 페달 기능을 탑재해 짜릿한 코너 주행이 가능하다. 김건우 책임연구원은 “N 페달 사용 시 운전자가 가속 페달에서 발을 떼면 빠르게 감속하면서 신속한 하중 이동과 민첩한 선회 거동으로 날카로운 코너링을 경험할 수 있다”며 “N페달의 특성을 익히고 서킷에 나가보면 독특하고 짜릿한 경험을 할 수 있을 것”이라고 설명했다.

또한 후륜의 크로스 멤버 및 서스펜션 암 보강 등을 통해 후륜 횡 강성을 16% 향상시키고 대폭 높아진 후륜 출력을 안정적으로 버틸 수 있게 했으며 내구 성능 및 NVH 성능도 더욱 강화했다.

아이오닉 5N에는 주행 감성을 강화하는 고성능 전기차 N 전용 특화 사양이 적용돼 운전의 재미를 한층 높였다. N e-쉬프트는 운전자에게 변속감은 물론 기어단에 따라 달라지는 엔진 브레이크 느낌과 공회전 시의 엔진 거동도 구현하며, 엔진 RPM과 기어단을 클러스터에 표시하고 N 액티브 사운드 플러스와 연동된 실감나는 엔진 사운드를 함께 제공해 보다 직관적인 주행감각을 선사한다.

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.

특히 현대차는 N 액티브 사운드 플러스에 세계 최초로 고성능 효과음 기능을 적용해 운전의 재미를 더욱 강화했다. 장영일 책임연구원은 “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”고 설명했다.

틸 바텐베르크(Till Wartenberg) 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.

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