전기차는 겨울철 차량 내부와 배터리 시스템을 적정 온도로 맞춰야 한다. 이를 충족하려면 많은 에너지가 필요하다. 낮은 외부 온도까지 더해지면 고전압 배터리의 성능에 큰 영향을 미친다.
아우디 전기차 'e-트론'은 겨울철 과도한 주행 거리 손실을 우려할 필요 없다. 지능형 열 관리 시스템을 통해 최적화된 성능과 주행 거리를 제공한다. 자체 보호 기술로 긴 배터리 수명도 보장한다. 겨울철 아우디 e-트론이 고전압 배터리를 더 효율적으로 사용하면서 최적의 주행 거리를 확보할 수 있는 비결은 무엇일까.
'프리 컨디셔닝'은 출발 전 차량 실내 온도를 적정 온도로 조절하는 보조 난방 기능이다. 실내를 쾌적하게 만들 뿐 아니라 더 긴 주행 거리를 확보할 수 있다. 출발 타이머로 프리 컨디셔닝을 작동하면 추운 날씨에 배터리를 가열하는 데 필요한 에너지가 외부 에너지원(가정용 충전기·공공 충전소)을 통해 차량으로 전달된다.
주행 시 배터리 가열을 위해 사용하는 에너지 양이 줄어 주행 거리가 늘어난다. 시간 여유가 없고 에너지 집약적 단거리 주행을 하는 경우 예열 없이 배터리를 적정 온도까지 올리는 데 도움을 준다.
'e-트론 경로 플래너'는 아우디 멀티 미디어 인터페이스(MMI)의 내비게이션 기능을 약 30가지 세부 정보로 보완해 중장거리 주행 시 전기차 요구 사항을 최적화한다. 가장 빠른 경로를 계산한 후 교통 상황과 경로 데이터를 고려한 후 운전자 주행 스타일과 차량을 충전하는 데 걸리는 시간을 계산해 총 주행 시간으로 표시한다. 충전 지점의 플러그 유형, 사용 가능 여부 같은 세부 정보도 제공한다. 고성능 충전소를 우선 안내하며 주행 중 배터리 프리 컨디셔닝 기능을 활성화한다.
'지능형 배터리 관리 시스템(BMS)'은 배터리에 무리를 주지 않고 충전할 수 있도록 충전지점, 월박스와 통신해 전력을 최적화한다. 배터리를 완충하거나 사전에 정해진 충전 수준에 도달하는 즉시 충전을 종료한다. 충전 과정에서는 배터리 개별 셀 전압을 모니터링하고 필요에 따라 균형을 조정한다. BMS는 배터리 발열에도 관여한다. 배터리 온도가 일정 한도 이하로 떨어지면 배터리 조기 노화를 방지하기 위해 BMS가 자동으로 충전 용량을 최소화한다.
아우디는 고전압 배터리의 충전 수준과 에너지 소비를 예측해 주행 거리 예측치를 디지털 계기판에 보여준다. 주행 거리를 예측할 때 경로 탐색의 활성화와 비활성화 두 가지 시나리오를 구분해 표시한다. 경로 탐색이 활성화됐다면 경로 프로필에서 예상 소비량(제한 속도·신호등·경사도), 차량 정체 같은 현재 교통 정보, 지난 100㎞ 평균 에너지 소비량을 고려한다. 총 주행 거리에서 예상되는 편의 사양과 냉난방 소비량도 평가한다. 경로 탐색이 비활성화됐다면 지난 100㎞ 평균 소비량으로 구동 시스템의 소비량을 결정한다. 운전자는 주행 거리 모니터를 통해 편의 사양을 켜고 끄는 것이 주행 거리 예측치에 어떤 영향을 미치는지도 확인할 수 있다.
아우디 고성능 전기차 'e-트론 GT'는 고속 HPC 충전 용량인 최대 270㎾를 활용할 수 있다. 다만 고전압 배터리가 특정 온도에 도달해야 한다. 아우디는 주행 중 배터리에 적용한 프리컨디셔닝 기능을 통해 적정 온도를 달성할 수 있도록 했다. e-트론 경로 플래너에서 HPC 충전소를 목적지로 입력하면 알고리즘은 예상 도착 시간을 계산한다. 충전소에서 최소한의 유휴 시간으로 높은 충전 용량에 바로 접근할 수 있도록 필요한 냉난방 용량을 예측한다. 실내 온도 역시 이에 따라 조절해준다.
토마스 안젠베르거 아우디 열 관리 가상 기능 개발 담당자는 “아우디의 지능형 열 관리 시스템은 추운 날씨에 배터리와 실내 온도를 적절하게 유지할 수 있도록 가장 효율적 방법을 선택한다”면서 “배터리를 최적 온도로 맞춰 셀에 부담을 주지 않는 동시에 주행 거리 손실을 최소화할 수 있다”라고 말했다.
