"압도적 성능" 현대차 아이오닉 5 N의 전동화 기술들은?

주행성능·내구성능 동시 충족…"가장 감성적인 운전 경험 제공할 것"

[프라임경제] 현대자동차(005380)가 14일 서울 마포구에 위치한 레이어 11에서 '아이오닉 5 N 테크 데이(IONIQ 5 N Tech Day)'를 개최했다. 이번 행사는 N 브랜드 최초의 고성능 전기차 아이오닉 5 N에 적용된 전동화 기술의 우수성을 알리고, 운전의 재미를 더하는 다양한 특화사양을 상세히 소개하기 위해 마련됐다.

아이오닉 5 N은 순간적인 가속성능과 서킷주행이 가능한 내구성능을 동시에 충족시킨 고성능 전기차다. 전·후륜 합산 478㎾(650마력, N 그린 부스트 사용 시) 최고출력과 770Nm(78.5㎏f·m, N 그린 부스트 사용 시) 최대토크를 내는 고성능 모터 시스템, 84.0㎾h의 고출력 배터리를 탑재하고 N 전용 특화사양을 대거 적용해 주행성능과 감성을 강화했다.

여기에 혁신적인 배터리 열 관리 시스템, 강력한 회생제동 기반의 안정적인 제동시스템 등 현대차의 첨단 기술력이 집약됐다.

N브랜드매니지먼트실장 박준우 상무(오른쪽에서 다섯번째)가 아이오닉 5 N 앞에서 연구원들과 함께 기념촬영을 하고 있다. ⓒ 현대자동차

현대차는 아이오닉 5 N을 시작으로 전동화 시대에도 변치 않는 운전의 즐거움과 주행감성을 고객에게 계속 제공하고, 끊임없는 전동화 기술 개발을 통해 전기차시장에서 리더십 포지션을 확고히 할 계획이다.

박준우 현대차 N브랜드매니지먼트실장(상무)은 "N 브랜드 최초의 고성능 전기차인 아이오닉 5 N의 개발 과정은 N 브랜드의 미래 방향성을 정의하는 대담한 도전이자 새로운 기준의 발견이었다"며 "현대차가 보유한 첨단 기술과 모터스포츠 경험을 바탕으로 전동화 시대에도 운전을 사랑하는 고객에게 가장 감성적인 고성능 운전경험을 제공할 것이다"라고 말했다.

이번 행사에서 현대차는 N 브랜드가 추구하는 3대 핵심 요소인 △레이스 트랙 주행능력(Racetrack Capability) △곡선로 주행능력(Corner Rascal) △일상의 스포츠카(Everyday Sportscar)를 바탕으로 아이오닉 5 N에 적용된 핵심 기술들의 원리와 효과, 작동 방식 등에 대해 발표했다.

특히 트랙 주행을 위한 △4세대 고전압 배터리 셀 및 시스템 △N 배터리 프리컨디셔닝(N Battery Preconditioning, NBP) △N 레이스(N Race) △N 브레이크 리젠(N Brake Regen), 날카로운 코너링을 위한 △N 특화 차체·섀시 △N 페달(N Pedal) 등 압도적인 주행성능을 완성하는 다양한 기술들을 선보였다.

아이오닉 5 N. ⓒ 현대자동차

뿐만 아니라 N e-쉬프트(N e-Shift)와 N 액티브 사운드 플러스(N Active Sound +, NAS+) 등 일상 속에서도 스포츠카의 감성을 느낄 수 있는 전용 특화 사양에 대해서도 설명했다.

이들을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 우선, 현대차는 배터리 설계 역량을 높이고 냉각 및 제어 기술력을 집약해 4세대 고전압 배터리 셀과 시스템을 개발했다. 

에너지 밀도가 8.4% 향상된 4세대 고전압 배터리 셀은 우수한 급속충전 성능과 높은 내구성을 갖췄다. 고전압 배터리 시스템은 △OTA 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. 

배터리 시스템 구조 단순화 및 배터리 케이스와 냉각 채널 일체화를 통해 배터리 셀과 냉각 채널 간의 열전달 경로를 줄여 냉각성능을 강화하고, 배터리 셀과 냉각 채널 사이에 적용된 방열 소재의 열전도도를 높여 방열성능을 향상시켰다.

아이오닉 5 N 테크 데이 행사장 내부 모습. ⓒ 현대자동차

N 배터리 프리컨디셔닝은 주행 시작 전 적합한 온도로 배터리를 냉각하거나 예열해 최적의 주행조건을 제공한다. 단시간에 최고출력을 내기 위한 드래그 모드와 장시간 고부하 주행을 위한 트랙 모드 두 가지의 모드가 있다. 트랙 모드는 충전과 트랙 주행을 반복하는 상황에서 충전속도를 조절해 배터리 온도 상승을 최소화해 빠른 시간 내 주행을 다시 이어갈 수 있다.

N 레이스는 주행목적에 맞는 최적의 성능을 제공하는 기능으로, 스프린트(Sprint) 모드와 엔듀런스(Endurance) 모드로 구성돼 있다. 모터 및 배터리 냉각을 강화하고 배터리 최고출력 범위를 확장해 트랙 주행 시 발생할 수 있는 출력 제한을 최소화한다.

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 과도한 출력 저하 없이 보다 긴 시간동안 최적의 출력으로 트랙 주행을 즐길 수 있다.

이외에도 현대차는 아이오닉 5 N에 회생제동을 극대화하는 N 브레이크 리젠을 탑재해 기계식 브레이크의 사용 빈도를 줄이면서도 전반적인 제동성능을 강화했다. N 브레이크 리젠은 세계 최초로 최대 0.6G의 고감속 영역까지 에너지 회수가 가능한 회생제동 시스템이다. 전·후륜 모터 동시 제어가 가능하며 주행환경에 따라 회생제동 비율을 가변적으로 제어할 수 있다. 

아이오닉 5 N 테크 데이 행사장 내부 모습. ⓒ 현대자동차

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

N 브레이크 리젠은 주행상황별로 특화된 회생제동 모드를 적용해 트랙주행 시 회생제동을 최대화해 제동성능을 높이고 일상주행 시에는 전비를 최우선으로 편안한 제동감을 제공한다. 더불어 아이오닉 5 N은 다가오는 상황을 미리 예측해 특정 휠의 구동력을 보다 빠르게 제어하는 토크 벡터링 2세대 플러스(TVC Gen2 Plus)를 통해 민첩하고 안정적인 주행이 가능하다.

이와 함께 아이오닉 5 N은 강성을 높인 N 특화 차체 및 섀시를 적용하고, 코너링 성능을 극대화한 N 페달 기능을 탑재했다. 현대차는 아이오닉 5 N의 중량 증가를 최소화하면서 차체와 섀시를 효율적으로 보강해 더욱 안정적이고 역동적인 주행성능을 확보했다.

그 중 N 페달 기능은 운전자가 가속페달에서 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 코너주행이 가능하며, 기존 i-페달에 비해 한층 강력한 회생제동과 빠른 모터 응답성을 제공한다.

아이오닉 5 N 테크 데이 행사장 내부 모습. ⓒ 현대자동차

마지막으로 아이오닉 5 N에는 고성능 전기차 N 전용 특화사양이 적용돼 운전 재미를 한층 높였다.

N e-쉬프트는 모터 제어를 통해 변속기가 탑재된 고성능 내연기관차 특유의 변속감과 주행감성을 제공한다. N e-쉬프트는 운전자에게 변속감은 물론 기어단에 따라 달라지는 엔진 브레이크 느낌과 공회전 시 엔진 거동도 구현한다. 엔진 RPM과 기어단을 클러스터에 표시하고 N 액티브 사운드 플러스와 연동된 실감나는 엔진 사운드를 함께 제공한다.

또 N e-쉬프트는 드라이브 모드에 따라 변속감과 변속 패턴이 달라진다. 노멀 모드에서는 일상 속 편안한 주행에 적합한 변속감을, 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 제공한다. 현대차 최초로 프렁크 스피커와 후방 스피커를 탑재하고, 실내에 8개 스피커를 적용해 내외부에서 가상 사운드를 들을 수 있게 했다.

아이오닉 5 N 테크 데이 행사장 내부 모습. ⓒ 현대자동차

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

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

틸 바텐베르크(Till Wartenberg) 현대차 N브랜드 & 모터스포츠 사업부장은 "아이오닉 5 N에 적용된 첨단 전동화 기술은 고객에게 운전의 즐거움을 선사하기 위해 현대차 연구원들이 끊임없이 노력한 결과다"라며 "현대차는 아이오닉 5 N을 시작으로 전동화 시대에도 고객에게 운전의 즐거움과 주행감성을 지속적으로 제공해 나갈 것이다"라고 말했다.