BMW Vision EfficientDynamics는 M시리즈와 맞먹는 동력 성능과 소형차 수준의 연비 및 CO2 배출량을 목표로 한 4인승 플러그인 하이브리드 스포츠카다. ActiveHybrid X6과 ActiveHybrid 7에 탑재하는 하이브리드 시스템 ActiveHybrid의 기술적 가능성을 제시하는 데모 카이기도 하다.
파워트레인은 2개의 모터와 디젤 터보차저가 달린 엔진(turbocharged engine), 리튬폴리머 배터리, 감속기, 듀얼 클러치 트랜스미션(Dual Clutch Transmission, DCT)으로 구성된다. 앞차축 위에는 동기 모터와 감속기, 뒷차축 앞에는 배기량 1.5리터의 가변 노즐 터보를 결합한 커먼 레일식 3기통 디젤엔진과 6속 DCT, 그리고 그 사이에 모터가 얹혔다. 중앙 터널 앞쪽에는 가정용 전원으로 충전할 수 있는 리튬폴리머 배터리, 뒤쪽에는 25리터 디젤 연료탱크가 놓여 있다.
엔진의 최고 출력은 120 kW(163마력), 최대 토크는 290 N·m이다. 리어 모터는 정격 출력이 25 kW, 최고 출력이 38 kW, 최대 토크가 290 N·m이다. 프런트 모터는 정격 출력이 60 kW, 최대 토크가 220 N·m로, 예비 출력은 30초간이라면 84 kW로, 10초간이라면 104 kW로 올릴 수 있다. 풀 하이브리드 방식의 채택으로 시스템 전체의 최고 출력은 262 kW(356마력), 최대 토크는 800 N·m가 된다.
배터리 팩은 30 Ah의 리튬폴리머 전지 98개를 직렬로 구성했다. 전지는 3.7 V에서 600 A를 출력할 수 있고, 30초 동안은 1,200 A까지 올릴 수 있다. 배터리의 공칭 전압은 364 V이다. 배터리 용량은 10.8 kWh이지만, 그 80%를 방전시킬 수 있으므로 사용할 수 있는 용량은 8.6 kWh가 된다. 배터리 팩 무게는 85 kg이다. 220 V에 16 A의 가정용 전원에서는 2시간 30분이면 배터리 충전이 완료되며, 380 V에 32 A의 급속충전기를 통한 충전 시간은 44분이 소요된다.
최고 속도 250 km/h, 제로백을 4.8초에 주파하는 Vision EfficientDynamics는 모터 힘만으로 50 km, 디젤엔진으로 650 km(400마일)를 주행하므로 총 항속거리는 약 700 km(435마일)가 된다.
현행 EU의 연비 측정 모드에 의한 공인 연비는 26.6 km/L, CO2 배출량은 99 g/km가 된다. 이것은 출력 밸런스(power balance)가 일관되게 유지되고, 하이브리드 구동 모드로 회생제동 등에 의해 충전하면서 주행하여 주행 시작부터 종료까지 전력 잔량이 일정한 상태로 측정한 것이다. 이 방법으로 측정한 소비전력은 100 km 당 17.5 kWh로, CO2 배출량은 50 g/km가 된다. 현재 플러그인 하이브리드 카나 전기자동차(EV)에 있어서 전기 모터 주행 시 CO2 배출량을 재기 위한 새로운 기준을 준비하고 있어서, 새 기준으로는 99 g/km의 3분의 1 정도가 될 전망이다.
차량의 외형 치수는 4,600(전장)×1,900 (전폭)×1,240(전고)이다. 새시와 서스펜션을 알루미늄 합금제로 하고 루프와 도어 외면에 폴리카보네이트 수지를 채택하는 등 가벼운 소재를 사용함으로써 차체 무게를 줄였다. BMW가 밝힌 중량은 1,395 kg, 최대 적재량은 445 kg이다.
외관 디자인은 F1에서 축적한 공기저항을 줄이는 기술을 적용해 공기저항계수(Cd) 값이 0.22에 불과하다. 프런트 그릴에는 공기저항을 개선하기 위해 공기 냉각이 필요 없을 경우에 자동으로 닫히는 플랩을 채택했다. 차체 하부는 기류의 소용돌이가 발생하지 않도록 전면을 덮었다. 중앙 필러(center pillar)가 없는 구조로, 대형 사이드 도어는 뒷자석에서도 승하차가 쉽도록 도어 미러부의 힌지에서 걸윙 도어 방식과 같이 위쪽으로 열린다. 21인치 휠에는 195/55 사이즈의 타이어가 장착된다.
경량화와 공기저항을 줄인 것 외에, 연비를 높이기 위해 배기가스의 열을 이용하여 발전하는 TEG(Thermo Electric Generator)를 채용했다. TEG는 금속 기반의 열전변환 소자를 사용해 온도차를 전압으로 변환한다. 5시리즈에 탑재하여 시험한 결과, 최대 200 W의 전압을 발전할 수 있었다고 한다.
BMW 마일드 하이브리드 ActiveHybrid 7
BMW ActiveHybrid 7은 V8 가솔린엔진, 8속 자동변속기, 3상 동기식 전기 모터를 결합시킨 마일드 하이브리드(엔진과 토크 컨버터 간에 모터가 들어감) 컨셉트 차량이다. 기존 7시리즈 모델과 마찬가지로 기본형 모델과 휠 베이스가 14 cm 더 긴 롱 휠 베이스 버전 두 종류가 있다.
고정밀 직분사 방식이 적용된 신형 V8 트윈파워 터보 엔진이 적용되며, 신형 리튬이온 배터리가 장착돼 최고 출력 335 kW(465마력), 최대 토크 700 N·m(=71.4 kg·m)의 성능을 발휘한다. 여기서 모터의 최고 출력은 15 kW(20마력)이고 최대 토크는 210 N·m(=21.4 kg·m)이다. 최고 속도는 250 km/h(전자제어 리미터 작동)이며, 연비는 10.6 km/L로, 750i에 비해 약 15% 향상됐다. 정지 상태에서 100 km/h까지 5.6초 만에 도달하며, EU5 테스트 기준 평균 연료 소비량은 100 km 당 9.9리터로, CO2 배출량은 231g/km이다.
120 V 온보드 레귤레이션 네트워크를 통해 전기 모터와 기타 부품에 연결되는 배터리로 인해 오토 스타트/스톱의 사용이 가능하며, 엔진을 끈 상태에서도 에어컨과 환기 시스템이 계속 작동 가능하다.
BMW ActiveHybrid 7의 안전 시스템은 프런트 에어백, 사이드 에어백, 헤드 에어백, 충격 감응식 앞좌석 액티브 헤드레스트, 런플랫 타이어, BMW 고유의 타이어 공기압경고(RPA) 기능을 표준 장착했다. 리튬이온 배터리는 고강도의 튼튼한 금속제 컴파트먼트에 의해 보호된다. 만약 고장 또는 충돌이 발생했을 경우에 차량의 고전압 시스템을 자동으로 차단하는 기능도 갖추고 있다.
BMW ActiveHybrid 7은 2010년 봄에 주 타깃 시장인 미국에서 판매가 개시될 예정이다.
BMW 풀 하이브리드 카 ActiveHybrid X6
BMW 최초의 풀 하이브리드 카 ActiveHybrid X6는 직분사 가솔린 4.4리터 V8 트윈터보 엔진에 저속용(91마력=70 kW, 26.6 kg·m=261 N·m) 모터와 고속용(86마력=66 kW, 28.5 kg·m=279 N·m) 모터를 결합해 최고 출력 374 kW(485마력), 최대 토크 781 N·m(79.6 kg·m)의 성능을 자랑한다. 연비는 베이스 모델(X6 x드라이브50i)에 비해 20% 향상됐다. EU5 테스트 기준 평균 연료 소비량은 100 km 당 9.9리터, CO2 배출량은 231 g/km이다.
동력은 3개의 유성 기어와 4개의 멀티 플레이트 클러치로 구성된 7속 2모드 액티브 트랜스미션(ECVT)과 4WD의 X드라이브를 통해 바퀴에 전달, 출발에서 시속 100 km까지의 가속 시간이 5.6초, 최고 속도는 250 km/h에 달한다.
CO2를 전혀 배출하지 않는 전기 모드 주행은 최대 60 km/h까지 가능하며, 이후 연소 엔진이 필요에 따라 작동하거나 65 km/h 미만의 속도에서 오버런으로 주행하는 경우에는 자동으로 꺼지게 된다.
ActiveHybrid X6에 탑재된 배터리는 리튬이온 배터리가 아닌 액랭식 고압 니켈수소 배터리로, 용량은 2.4 kWh에 불과하다. 그러나 차체 무게가 2,500 kg에 육박하는 중량급 X6를 최대 2.6 km, 최고 속도 60 km/h까지 달릴 수 있도록 해준다. 이 차에는 스타트/스톱 및 회생제동도 탑재돼 있어 연비 향상에 기여토록 했다.
올해 안에 유럽과 북미에서 판매될 예정이다.
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