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더 잘달리는 벤츠 엔진의 비법은

  • 2022.04.10(일) 13:00

[테크따라잡기]
48볼트 전기 시스템 적용
전동화로 엔진 효율 높여

/그래픽=비즈니스워치

메르세데스 벤츠가 중형세단 C클래스의 6세대 완전변경 모델을 지난달 국내 출시했어요.

이달 초 시승 행사에 참가해 이번에 출시된 C클래스, '더 뉴 메르세데스-벤츠 C 200 4MATIC 아방가르드'와 '더 뉴 메르세데스-벤츠 C 300 AMG 라인' 2종을 타봤는데요.

사실 C클래스의 달리기 실력에 대해선 그리 큰 기대를 하지 않았어요. C클래스는 S클래스와 E클래스에 이어 나온 하위 모델이기 때문이죠. 예를 들어 제네시스 G90를 탄 뒤 아반떼나 소나타를 타면 별 기대를 하지는 않잖아요.

하지만 이번 C클래스는 기대 이상으로 가속 능력이 대단하다는 인상이었어요. 

C300의 최고 출력은 258마력, 최대 토크는 40.8kg.m이며 제로백은 6초라고 하네요. C200의 최고 출력은 204마력, 최대 토크는 32.6kg.m이며, 제로백은 7.1초고요.

이는 특정 기술을 적용해 기존 대비 20~22마력의 출력과 토크를 더 내도록 구현했기 때문이라고 하는데요.

메르세데스 벤츠의 'M254 가솔린 엔진'. C클래스와 E클래스 등에 적용된 4기통 엔진이다. / 사진=벤츠 제공

엔진을 전동화하면…

비결은 내연기관 엔진의 전동화에 있다고 합니다. 바로 '48볼트 전기 시스템'인데요. 이 시스템은 C클래스 외에도 E클래스, 메르세데스 AMG 라인 등 다른 모델에도 적용됐습니다.

이는 자동차의 여러 전기 장치를 작동하기 위해 쓰이던 기존의 12볼트 배터리에 추가적인 48볼트 시스템을 적용한 것입니다.

이에 따라 차량이 가속할 때 추가적인 출력과 토크를 더해 높은 효율성을 제공합니다. 부스팅과 회생 제동 기능을 통해 에너지를 회수하기에 동급 엔진에 비해 높은 출력을 보이고 연료 소모도 효율적이라는 겁니다.

특히 엔진의 힘으로 움직이는 냉각수 펌프와 에어컨 컴프레서 같은 장치들이 전기모터의 힘으로 작동할 수 있게 되면서 나타나는 효과도 큽니다.

주변 장치들을 작동하느라 손실됐던 엔진의 힘을 온전히 달리는 데 활용하면, 엔진의 효율과 성능이 높아진다는 겁니다. 게다가 소비하는 연료와 배기가스 배출량은 줄어든다고 하네요.

이와 함께 고전압 전선을 이용해 배선을 단순화시켜서 12볼트 시스템에 비해선 4분의 1의 전류로도 전기 장치가 작동된다고 합니다. 

'더 뉴 메르세데스-벤츠 C 300 AMG 라인' / 사진=김동훈 기자

동력 손실·공간도 줄여

다른 기술이 또 있습니다. 모터와 발전기를 하나의 모듈로 결합한 '통합 스타터 제너레이터'(Integrated Starter-Generator, ISG)가 적용돼 기존 기술 대비 동력 손실이 적고 공간도 덜 차지한다는 건데요.

ISG는 전류가 모터와 발전기를 자유롭게 넘나들 수 있도록 도와주는 기능도 합니다. 더 효율적이고 유연하게 전기를 관리할 수 있고, 소음과 진동 없이 편안하고 부드럽게 차량 출발이 가능하다는 겁니다.

이밖에 에코(ECO) 모드로 주행하면 엔진이 꺼진 상태에서 탄력 주행 모드를 지원하고요. 고효율 에너지 회생 시스템을 통해 발생된 에너지를 전기 에너지로 전환시켜 효율적으로 배터리를 충전할 수도 있습니다.

다른 모델에도 다양하게 적용

이런 기술들은 모델별로 조금씩 다르게 적용해 다양한 효과를 나타냅니다.

'메르세데스-AMG CLS 53 4MATIC+'는 전기모터의 힘을 빌려 '터보 래그'(Turbo Lag, 가속 반응이 느리게 나타나는 현상)를 최소화해줌으로써 운전자가 더욱 뛰어난 성능과 역동적인 주행 감각을 경험할 수 있게 한다네요.

'더 뉴 E350 4MATIC'에는 직렬 4기통 가솔린 엔진과 48볼트 전기 시스템 및 '벨트-드리븐 스타터 제너레이터'(Belt-driven Starter Generation, BSG)가 적용됐습니다.

BSG를 적용하면 감속이나 타력주행(엑셀에서 발을 떼고 가는 방식)할 때 연료 절약을 위해 필요할 때마다 엔진을 훨씬 더 자주 끌 수 있다는 장점이 있다고 합니다. 

48볼트 시스템의 경우 최대 2500rpm 범위 내에서 뛰어난 가속감을 제공하면서, 출발과 가속할 때는 엔진의 진동과 소음을 줄여주도록 적용됐다고 합니다.

이밖에도 프리미엄 SUV 'GLE 450 4MATIC', 럭셔리 플래그십 SUV 'GLS 580 4MATIC', 고성능 4도어 쿠페 '메르세데스-AMG GT 43 4MATIC+' 등 다양한 라인업에 48볼트 전동화 시스템을 적용해 성능과 효율성을 높이고 있습니다.

[테크따라잡기]는 한 주간 산업계 뉴스 속에 숨어 있는 기술을 쉽게 풀어드리는 비즈워치 산업부의 주말 뉴스 코너입니다. 빠르게 변하는 기술, 빠르게 잡아 드리겠습니다. [편집자]

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