2022.03.12 제네시스
GV70 전동화 모델의 전천후 성능을 향상시키다, e-터레인 모드
GV70 전동화 모델에는 전기차의 장점을 극대화해 주행 성능을 강화한 e-터레인 모드가 적용돼 있다. 제네시스 브랜드 최초로 소개되는 e-터레인 모드의 원리와 장점을 살펴봤다.
제네시스의 새로운 전기차 GV70 전동화 모델이 등장했다. 이름에서 알 수 있듯이 GV70 전동화 모델은 럭셔리 중형 SUV인 GV70의 전기차 버전이다. 내연기관 모델을 통해 안팎 디자인, 다양한 편의사양, 공간 등 여러 부분의 완성도가 이미 입증된 상태라는 이야기다. 하지만 GV70 전동화 모델은 여기에 전기차 고유의 장점까지 더했다. 친환경성에 뛰어난 동력 성능, 각종 신기술 탑재가 대표적이다.
GV70 전동화 모델 고유의 장점 중 가장 눈에 띄는 건 단연 제네시스 브랜드 최초로 적용된 ‘e-터레인 모드’다. e-터레인 모드는 GV80와 GV70에 적용된 터레인 모드의 전기차 버전 기능이다. 기존 터레인 모드의 경우, 노면 상황에 따라 운전자가 적합한 주행 모드를 선택하면 시스템이 네 바퀴의 미끄러짐을 감지한 뒤 구동력과 제동력을 최적화한다. 다양한 지형에서 주행 성능을 높일 수 있기 때문에 아웃도어 활동이 많아진 오늘날 SUV의 필수적인 기능으로 여겨지고 있다. 전천후 주행 성능 향상이라는 점에서 e-터레인 모드는 기존 터레인 모드와 동일한 기능을 제공하지만 그 효과는 월등히 뛰어나다. 내연기관 자동차가 갖지 못한 전기차만의 장점을 활용하고 있기 때문이다.
기존 터레인 모드와 유사한 듯 다른 e-터레인 모드
GV70 전동화 모델의 e-터레인 모드는 기존 터레인 모드와 비교해 세부적인 부분에서 차이가 있다. 기본적으로 스노(SNOW, 눈길), 머드(MUD, 진흙길), 샌드(SAND, 모래길) 등 세 가지 모드를 지원한다는 점은 기존 터레인 모드와 동일하다. 운전자가 주행 환경에 따라 세 가지 e-터레인 모드 중 하나를 선택하면, 시스템이 노면 특성에 따라 모터의 출력을 조절하고 앞뒤 바퀴에 구동력을 배분하며 제동을 제어하는 것도 유사하다. 다만 시스템을 제어하는 영역에서 e-터레인 모드는 기존 터레인 모드와 큰 차이를 보인다. 이는 전기차의 구동계가 내연기관 자동차보다 덜 복잡하기 때문이다.
전기차는 무겁고 복잡한 다단화 변속기 대신 1단 감속기를 사용하며, 구동계에 클러치라는 동력 제어 기구가 필요 없다. 덕분에 모터 - 감속기 - 드라이브 샤프트 – 바퀴(타이어)까지 이어지는 동력 전달 과정을 간소화할 수 있다. 그 결과, 내연기관 자동차의 터레인 모드에서 AWD 제어(구동력 배분) / ESC 제어(Electronic Stability Control, 제동 제어) / TCU 제어(Transmission Control Unit, 변속 패턴 제어) / ECU 제어(Engine Control Unit, 엔진 토크 및 응답성 제어) 등 네 가지 부분을 통합 제어해야만 했던 것을 e-터레인 모드에서는 VCU 제어(Vehicle Control Unit, 모터 및 구동계 제어)와 ESC 제어(제동 제어) 등 단 두 가지만을 통해 기능을 구현할 수 있다.
e-터레인 모드가 갖는 또다른 특징은 모터의 사용이다. 일정 회전수에 이르러야만 힘이 발생하는 내연기관과 달리 모터는 회전을 시작하는 즉시 최고 출력과 최대 토크를 제공하기 때문에 반응속도가 훨씬 빠르다. 이는 곧 운전자가 원하는 순간에 GV70 전동화 모델의 전/후륜에 각각 적용된 모터에서 비롯되는 360kW(부스트 모드 시)의 최고 출력과 700Nm의 최대 토크를 사용할 수 있다는 뜻이다. e-터레인 모드는 모터의 이런 특성과 간소화된 구동계 제어 방식을 통해 순간적으로 앞뒤 동력을 100:0 또는 0:100으로 배분할 수 있다.
뿐만 아니라 e-터레인 모드는 내연기관 자동차에 존재하지 않는 디스커넥트 액츄에이터 시스템(Disconnect Actuator System, DAS)을 활용해 시스템의 반응 속도를 더욱 높인다. DAS는 전기차의 전비 향상을 위해, 전륜에 위치한 구동 모터와 전륜 구동축을 물리적으로 분리함으로써 2WD(후륜) 모드로 주행할 수 있게 해주는 장치다. e-터레인 모드는 DAS의 이 같은 특성을 역으로 이용한다. 즉, 운전자가 e-터레인 모드를 선택할 경우 DAS의 2WD 모드 작동을 제한하고 상시 AWD 상태를 유지한다. 덕분에 다양한 노면 변화에 기존 터레인 모드보다 빠르게 반응할 수 있다.
이와 같은 시스템 구성의 차이는 e-터레인 모드의 명확한 장점으로 이어진다. 스노(눈길), 머드(진흙길), 샌드(모래길) 등 다양한 주행 상황을 마주할 때 힘이 필요한 구동축에 동력을 신속하고 확실하게 전달함으로써 내연기관 자동차에 적용된 터레인 모드보다 민첩하고 안정감 있는 주행 성능을 기대할 수 있는 것이다.
눈길, 진흙길, 모래길에서 보다 빠르고 안정적인 구동 성능을 만드는 e-터레인 모드
앞서 언급한 것처럼 e-터레인 모드는 스노, 머드, 샌드 등 세 가지 주행 상황에 대응한다. 운전자가 해당 노면 상황에 따라 적합한 e-터레인 모드를 선택하면 구동력을 전반적으로 제어해 주파 성능을 향상시킨다.
가령 스노 모드를 선택하면 모터의 토크를 평상시보다 부드럽게 제어한다. 아울러 정지 상태에서 출발할 때 일반 주행 모드 대비 구동력을 70% 이하로 낮춘다. 눈길은 일반 노면보다 마찰력이 크게 떨어지기 때문에 모터의 강한 토크가 순간적으로 전달되면 바퀴가 헛돌면서 출발하지 못할 가능성이 크기 때문이다.
스노 모드에서의 구동력 제어는 주행 상황에서도 80% 이하로 유지된다. 구동력을 낮춰도 특정 바퀴가 지속적으로 미끄러질 경우에는 ESC가 제동을 적극적으로 실시해 미끄러짐을 방지한다. 그리고 시스템이 앞뒤 구동축 한 쪽에 구동력이 부족하다고 판단할 경우에는 신속하게 동력을 전달한다.
머드 모드에서는 모터의 토크와 구동력 제어 특성이 완전히 달라진다. 진흙은 입자가 거칠고 점성이 크기 때문에 바퀴에 전달되는 주행 저항이 매우 크다. 운전이 미숙할 경우 바퀴가 진흙에 빠져 탈출이 어려울 수 있는 것이다. 이런 이유로 머드 모드는 탈출 안정성을 최우선으로 모터와 구동력을 제어한다.
진흙길에서 탈출 시 앞뒤 구동력 배분을 50:50으로 고정한 뒤, VCU와 ESC가 적극적으로 개입해 앞뒤 바퀴의 속도 차이를 줄인다. 그리고 모터의 토크를 강하게 네 바퀴 모두에 전달해 진흙에서 신속하게 탈출할 수 있도록 돕는다. 머드 모드에서는 탈출할 때만큼은 아니지만 주행 중에도 토크를 평소보다 강하게 전달한다. 자칫 잘못하면 바퀴가 진흙길에 다시 빠질 수도 있기 때문에 강한 토크를 지속적으로 전달해 차체를 앞으로 힘차게 밀어낸다.
샌드 모드 역시 탈출 시와 주행 중일 때의 토크 제어와 구동력 배분을 다르게 한다. 정지 상태에서 모래길을 탈출할 때를 포함해 10km/h 이하 저속에서는 구동력을 70% 이하로 사용하며, 모터의 토크를 네 바퀴에 부드럽게 전달한다. 입자가 작고 고운 모래에서는 바퀴가 헛돌기 쉬울 뿐 아니라 잘못하면 바퀴가 모래를 파고 들어가 자동차가 멈출 수도 있기 때문이다. 반면, 10km/h 이상인 중고속 영역에서는 구동력을 최대로 사용하고 제동 제어를 최소화해 모래 저항에 의한 멈춤 현상을 미연에 방지한다.
한편, 전기차의 특성상 e-터레인 모드 작동 시에는 GV70 전동화 모델에 탑재된 다섯 개(0, 1, 2, 3단계 및 i-PEDAL 모드)의 회생제동 모드 중 0, 1단계만 사용할 수 있다. 2단계 이상부터는 회생제동이 강하게 걸리기 때문이다. 즉, 차체의 급격한 거동 변화를 제한해 주행안정성을 확보하려는 것이다. 아울러 e-터레인 모드 중 머드 모드 선택 시에는 40km/h 이하의 속도에서만 작동하는 ‘경사로 저속 주행’ 장치가 연동되어 저속 주행 안정성을 크게 강화한다.
지금까지 살펴본 것과 같이 GV70 전동화 모델은 단순히 친환경 성능만을 강조한 전기차가 아니다. 전기차 고유의 장점을 극대화해 탑승객에게 새로운 경험을 선사한다. GV70 전동화 모델은 이처럼 탑승객의 편의를 높이기 위한 노력과 기술을 충실하게 반영했다. e-터레인 모드를 탑재해 주행 성능까지 강화한 것이 바로 그 증거라고 할 수 있다.
