왜 고성능 전기차는 전륜과 후륜 모터의 세기가 다를까?

 

본내용은 필자의 공부용으로 고찰을 적는 내용이지 정확한 내용이 아님을 먼저 강조한다.

 

현제 고성능 전기차라 불리우는 모델들 일반적인 PE모튤의 경우 전륜의 힘이 약하고 후륜의 힘이 강한 경우가 다수로 오늘은 그 이유에 대해 한번 이야기해 보자

 

필자에게 잘만든 고성능 전기차를 2개 뽑아보세요 하면 테슬라 모델 X와 아이오닉 5N을 많이 이야기한다 우선 테슬라 모델 X의 스펙을 살펴보면

 

테슬라 모델 X 플랫폼

 

듀얼 모터 모델

전륜 모터 출력: 약 193 kW (259 hp)

후륜 모터 출력: 약 370 kW (503 hp)

총 출력: 670 hp (499 kW)

 

트라이 모터(Plaid) 모델

전륜 모터 출력: 약 193 kW (259 hp)

후륜 모터 출력: 각각 313 kW (420 hp)

총 출력: 1,020 hp (761 kW)

 

각각 다음과 같은 출력을 가지고 있다. 그리고 다음은 아이오닉 5N의 출력을 살펴보자

 

 

 

전륜 모터

출력: 166 kW (223 마력)

후륜 모터

출력: 282 kW (378 마력)

 

총 출력

기본 출력: 448 kW (601 마력)

N 그린 부스트 사용 시: 478 kW (641 마력) 

 

둘다 보면 괴물 같은 성능이지만 흥미로운 공통점은 모터 두 개의 출력이 다르 다는 거다. 솔직히 우리 생각에는 그냥 같은 모터 2개를 박으면 관리적으로 표준화부터 제어난이도까지 굉장히 낮아질 것이고 그냥 전륜 제어할 때 좀 약하게 하면 되는 거 아닌가?라는 의문이 들만하고 이 질문은 굉장히 타당해 보인다.

 

필자는 이 자료를 여기저기 찾기 위해 노력했지만 정확하게 공개된 이유가 없어 개인으로 생각해 보고 정확한 자료를 찾게 되면 다시 글을 적도록 하고

 

우선 추론사항에 대해 이야기해 보자 결론적으로 저런 설계를 한 것은 기술적, 물리적, 성능 최적화가 이유 일 것인데 한번 분야 별로 톺아보자

1. 무게 중심과 가속 성능

 이걸 찾아볼 정도라면 다들 알고 있겠지만 전기차는 일반적으로 후륜구동을 택한다. 이는 주로 무거운 배터리와 자동차 차체의 무게중심 핸들의 조향성에 영향을 끼치는데 AWD 2WD마다 이야기가 달라진다.

 

뭐 세부적인 구동방식에 대한 이야기는 아래를 참조해 주길 바라고 다시 이야기를 가보자

전기차 구동원리 [전기자동차 와 내연기관 동력전달 방식의 차이/ 2륜과 4륜은 전륜과 후륜에 관

 

 

우선적으로 저런 고성능 차량의 경우 너무 빠른 속도로 바퀴가 회전하게 되면 접지력이 상당히 중요해지고 이는 무게중심에 따라 더 강한 접지력을 줘야 하는 경우가 많다. 그래서 많은 고성능 전기차에서 가속 시 차량의 무게가 뒤로 이동하고 이건 일반적이 내연기관 고성능 차량을 떠올려보면 뒤쪽에 엔진이 있는  차량들이 다수였을 것이다.

람보르기니 무르시엘라고

 

결국 내연기관 때부터 성능이 좋은 차들은 후륜을 선택하는 경우가 많았는데 PE모듈이 내연기관에 비해 소형화된 현대에 와서는, 결국 전륜 후륜을 선택하는 난이도가  더 내려가서, 결국 무게중심을 후방으로 한다면 결국 후륜의 접지력이 증가하고, 후륜 모터에 더 높은 출력을 제공하면, 증가된 접지력을 활용하여 더 나은 가속 성능을 제공할 수 있다.

 

후륜에 더 강력한 모터를 배치 시 고속 주행 및 급가속 시 차량의 안정성까지도 꽤나 향상되고 이에 따라 전륜에서도 이점을 가져갈 수 있는데​

2. 주행 동력학 및 핸들링

 AWD 기준 전체적인 큰 힘을 후륜에 배치하면 차량의 핸들링을 개선할 수 있다는 것도 주요 논지로 보인다.  애초에 후륜 구동은 코너링 시 전륜이 조향 난이도가 내려가기에, 전륜이 구동과 조향을 동시에 담당할 때 발생할 수 있는 조향력 감소 문제를 줄일 수 있다. 이에 따른 논리로 추론한다면 후륜에 더 강력한 모터를 사용하면 더 나은 핸들링 성능을 얻을 수 있고, 또한, 후륜 구동은 고속 주행 시 차량의 안정성을 높일 수 있다는 거다.

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 결국 고성능 전기차에서 모터 두 개의 출력이 다른 이유는 가속 성능, 핸들링, 주행 안정성이 주된 이유가 아닐까 가 필자의 추론이다. 후륜에 더 강력한 모터를 배치함으로써 차량의 주행 성능과 안정성을 높일 수 있고 무게를 최소화는 필수적인 사항이므로 최대의 성능을 끌어내기 위해서 서로 다른 모터를 사용했다는 거다.

 

 논리적으로 추론해 보면 같은 모터를 사용할 수도 있겠지만 단가를 생각하고 만드는 게 아니라 성능을 바라봐야 한다, 그럼 결국 무게를 뺄 수있을 만큼 빼고 가장 효율적인 방식을 생각해서 후면에 접지력을 증가시키고, 최적성능을 끌어내려는 시도가 아니었을까?