안녕하세요~ 린드우디입니다~!

오늘은 아우디가 아닌 BMW 얘기를 잠깐 해보려고 합니다ㅎㅎ

사실 그동안 아우디의 라이벌인 BMW에 대한 기술 자료도 꽤 분석하고 있었지만

딱히 뭔가 변태적인 공돌이 감성을 자극하는 요소가 없어서 글을 쓰진 않고 있었는데요

드디어! BMW가 변태 같은 기술을 사용하려는 것을 보고 글을 쓰게 되었습니다~

바로 BMW의 최초의 전기차 M에 들어가는 쿼드 모터에 대한 이야기입니다.

BMW 최초의 전기차 M (컨셉카지만 아마도 이대로 나올 가능성이 높을듯?)

사실 기존에 이미 쿼드 모터를 사용한 전기차들이 존재 하긴 합니다.

리막 네베라

메르세데스-벤츠 G 580 위드 EQ 테크놀로지

리비안 (Rivian) R1T

BYD 양왕 (Yangwang) U8

지커 001 FR

등이 있겠네요~

다만 위 차량들 중 "고성능 스포츠 전기차"라고 부를만한 차량은 리막 네베라와 지커 001 FR정도인데 

그 차량들은 우리나라에서 쉽게 보기 힘든 차량이기에

사실상 일반인(?)이 고성능 스포츠 쿼드 모터를 접할 수 있는 기회는 BMW 전기차 M이 최초가 아닐까 생각합니다.

자, 어쨌든 전기 모터를 사용한 고성능 전기차들 대부분 "토크 벡터링" 기술을 사용하는 편인데요.

이번에 발표된 BMW의 전기차 M차량의 쿼드 모터 역시 토크 벡터링 기술을 적극적으로 사용한다고 알려져 있습니다.

참고로 여기서 사용되는 토크 벡터링은 한쪽 바퀴 브레이크를 거는 제동 방식이 아니라

한쪽 바퀴의 토크와 회전수를 증가 시키는 능동적인 토크 벡터링을 의미 합니다.

그리고 이런 능동적인 토크 벡터링 기술은 고성능 전기차에게 있어서 어쩌면 필수적인 기술이라 볼 수 있습니다.

그 이유를 잠시 설명 드리고자 합니다.

먼저 보통 전기차들이 일반 내연기관에 비해 가지고 있는 장점을 설명 드리자면..

보통은 위와 같이 전기차의 경우 배터리가 낮게 깔려있어 내연기관 대비 무게 중심이 낮아지는 효과가 있습니다.

실제로 그 효과도 꽤나 극적이고 제조사들도 홍보에 많이 써먹고 있죠.

다만 스포츠성에 있어서 전기차만이 가진 큰 단점이 하나 있는데요.

위와 같이 내연기관은 엔진과 변속기가 특정 지점에 몰려있어 질량 분포가 좋은 반면

전기차의 경우 배터리가 바닥에 넓게 깔려있어 질량 분포가 좋지 않습니다.

이것은 전기차의 yaw관성을 높여 코너링에서 언더스티어 경향을 크게 만듭니다.

애초에 전기차 자체가 무겁기도 하지만 yaw관성도 높아서 코너링이 매우 둔하게 되죠.

물론 "전기차는 코너링이 둔하다"에 대해 동의 하지 않으시는 분도 계실겁니다.

아이오닉5N이나 아이오닉6N 같은 차량은 서킷에서 꽤 랩타임이 잘 나오니까요.

다만 그 차량들도 전기차라는 관점에서 봤을 때 랩타임이 잘 나오는 편이고

코너링이 둔한 것과 랩타임이 잘 나오는 것은 별개의 문제이기도 합니다.

코너링이 느려도 (바텀 스피드가 느려도) 직빨이 빨라버리면 랩타임이 잘 나올 수 있죠.

때문에 내연기관과 직접 비교 했을 때는 그 물리적 한계를 넘기는 힘들 것입니다...  만... 

변태 같은 공학자들이 그걸 가지고 가만히 있을리가 없죠.

전기차는 파워 유닛을 내연기관 대비 컴팩트하게 만들 수 있는 장점이 있고

덕분에 모터를 각 바퀴에 하나씩 달아서 트리플 모터, 쿼드 모터라는 방식이 구현 가능합니다.

이게 단순히 최대 출력을 더 올려준다는 장점 외에 가장 큰 장점은

네 바퀴의 회전수를 모터마다 다르게 할 수 있다는 점인데요.

내연기관에서는 정말 정말 힘들게 능동 토크 벡터링 기술을 구현 한다면

전기차는 상대적으로 "딸깍"으로 능동 토크 벡터링 구현이 가능합니다.

그리고 그렇게 4개의 모터가 네 바퀴의 회전수 차이를 다르게 하면...

GIF

이런게 가능해지죠ㅋ

"에이.. 그거 그냥 주차하거나 유턴하거나 재미(?)삼아 쓰는 기능 아닌가?"

라고 볼 수도 있겠지만 잘 생각해보면...

전기차의 큰 단점인 yaw관성으로 인한 언더스티어를 이 기술로 지워버릴 수도 있습니다.

가령 코너 진입시에는..

내측 바퀴에 회생 제동(또는 물리 브레이크)을 걸어 차량을 코너 안쪽으로 말려들게 하고

코너 탈출시엔..

외륜 바퀴에 출력을 더 많이, 바퀴를 더 빠르게 회전시켜 역시 코너 탈출시 언더를 완벽하게 지울 수 있죠.

여기서 중요한 점은 "바퀴의 회전 수가 더 증가"해야 진정한 능동 토크 벡터링이 완성됩니다.

실제로 아우디의 스포츠 디퍼렌셜도 외륜쪽 바퀴 회전수를 10% 증가 시키는 방식이죠.

왜 이것이 중요하냐면

능동 토크 벡터링의 핵심 동작은 차량의 yaw거동을 능동적으로 만들어 내는 기술인데

그럴려면 내륜 바퀴는 적게 회전하고 외륜 바퀴는 더 많이 회전시켜 

마치 원뿔을 바닥에 놓고 굴리면 한쪽으로 회전하면서 구르듯이 

차량의 yaw 움직임을 능동적으로 만들어 내기 위함 입니다.

즉, 차량의 질량 분포로 인한 단점으로 생긴 높은 yaw관성을 

각 바퀴의 회전수를 다르게 해서 강제로 차를 돌려 버리는 것이죠.

전기차의 경우 말씀드렸다시피 각 바퀴의 모터가 물리적으로 분리 되어 있기 때문에

이 기술이 더 쉽게 적용이 가능합니다. 다만 얼마나 캘리브레이션을 잘 하느냐가 관건이죠.

참고로 토크 벡터링 기술도 무조건 장점만 있는건 아닌데요.

네 바퀴의 회전수를 다르게 해서 강제로 yaw를 만드는 만큼 타이어 마찰력을 적극 활용하게 됩니다.

따라서 스포츠 주행시 타이어 마모가 일반 차량보다 더 심하고 

타이어 열이 빠르게 올라 접지력이 떨어지면 그만큼 토크 벡터링 성능도 떨어지게 되는 단점이 있습니다.

실제로 능동 토크 벡터링이 동작 할 때 타이어 소음을 들어보면 

타이어가 갈려 나가는 비명 소리를 들을 수 있습니다ㅎㅎ (얼핏 들으면 개언더로 날아가는 걸로 착각할 정도)

토크 벡터링이 제대로 동작을 하게 되면 코너에서 차가 빨려 들어 가듯이 코너 안으로 들어가는데

막상 오버스티어는 전혀 발생하지 않는 기묘한 기분을 느끼며 코너를 빠르게 탈출합니다.

아우디와 같이 직진성이 높은 브랜드의 경우 일찍부터 이 기술을 애용해왔습니다.

아우디에 탑재된 능동 토크 벡터링을 경험해보면 굉장히 희안하게 코너를 빠르게 돌아 나가죠.

(아우디의 경우 2019년 출시된 e-tron에 트라이 모터로 전기차 능동 토크 벡터링 적용 후 그 다음 소식이 없음...)

자, 다시 BMW얘기로 돌아와서..

BMW의 전기차 M 역시 쿼드 모터를 이용한 능동 토크 벡터링을 적극적으로 사용해서

전기차 특유의 무거운 yaw관성을 지워버리고 꽤 재밌는 전기차가 나올거라 예상이 됩니다.

물론 절대적인 공차중량은 배터리 무게 때문에 무거울 수 밖에 없으므로 

동급의 고성능 내연기관과 비교하면 절대적인 코너링의 바텀 스피드는 낮을 것입니다.

하지만 전기차로서 둔한 움직임을 지우고 코너링이 재밌는 고성능 전기차가 되어 나타난다면

자동차 매니아들에게 흥미로운 차가 되지 않을까 기대해 봅니다~!

ps. 

아직 출시되지 않은 차량이라 공개된 자료를 바탕으로 개인적으로 예상해본 내용인 점 참고 부탁 드립니다~