[오토모닝 정영창 기자] 포르쉐 AG가 올해 말 공개 예정인 ‘카이엔 일렉트릭’에 포뮬러E 레이스카 ‘포르쉐 99X 일렉트릭’의 전동화 기술을 적용한다고 6일 밝혔다.
포르쉐에 따르면, 카이엔 일렉트릭은 전류가 흐르는 부품을 특수 액체로 직접 냉각하는 ‘직접 오일 냉각’ 시스템을 리어 모터에 적용한다. 기존 워터 재킷 대비 동일 성능 기준 모터 크기를 약 1.5배 줄일 수 있고, 최대 효율은 98%에 이른다.
회생제동은 조건(속도·온도·배터리 충전상태)에 따라 최대 600kW까지 구현된다. 일상 주행에서는 제동의 약 97%를 전기모터만으로 처리하며, 한계를 넘으면 마찰식 브레이크가 자연스럽게 개입한다.
바이작에서는 모터스포츠와 양산 모델 책임자들이 아이디어를 긴밀하게 교류한다. 트랙에서 검증된 기술이 양산 모델에 영감을 주기도 하고 반대로 레이스 카에 반영되기도 한다. 충전 기술이 가장 대표적인 기술 이전 영역으로 포르쉐 99X 일렉트릭과 포르쉐 전기 스포츠카에 사용되는 소켓 및 플러그는 동일하다. CCS (컴바인드 차징 시스템) 기술은 일반 공도뿐 아니라 포뮬러 E에서도 표준이 된다.
모터스포츠에서 양산차로 이어진 대표적 기술은 직접 오일 냉각 시스템이다. 전기 드라이브 시스템의 전류가 흐르는 모든 부품을 특수 액체로 직접 냉각해 효율성과 지속 가능한 성능을 높인다. 이 기술은 포르쉐가 포뮬러 E 초기 단계부터 적용해온 혁신으로, 2023년부터는 GT4 e-퍼포먼스 테스트 차량을 통해 검증을 거쳐 이제 플래그십 카이엔 일렉트릭의 리어 모터에 적용된다.
기존 워터 재킷 방식과 달리, 구리 권선을 따라 냉각액이 직접 흐르며 열을 즉시 방출할 수 있어, 동일한 성능을 내기 위해 모터 크기를 약 1.5배 줄일 수 있다. 이를 통해 카이엔 일렉트릭은 최대 98%의 효율을 달성하며, 포르쉐 99X 일렉트릭은 그보다 더 높은 효율을 갖췄다.
또한, 최대 600kW의 강력한 회생 제동은 두 차량의 효율성을 크게 개선한다. 제동 시 회수된 에너지는 배터리에 저장돼 다시 추진력으로 사용되며, 이를 통해 주행 거리 연장과 배터리 소형화가 가능하다. 포뮬러 E에서는 에너지가 제한된 가운데, 포르쉐 99X 일렉트릭은 최대 38.5kWh로 출발해 회생 제동을 통해 결승선까지 추가 에너지를 확보한다.
카이엔 일렉트릭은 속도, 온도, 배터리 충전 상태에 따라 최대 600kW의 회생 제동이 가능하며, 이는 포르쉐 99X 일렉트릭과 동등한 수준이다. 일상적인 주행 환경에서는 모든 제동의 약 97%를 순수 전기 모터만으로 수행하며, 감속하는 정도가 회생 제동 한계를 넘어서면 운전자가 인지하지 못할 정도로 매끄럽게 프런트 및 리어 액슬의 마찰식 브레이크가 개입한다. 카이엔 일렉트릭은 모터스포츠에서 영감을 받은 효율성과 주행 편의성의 완벽한 밸런스를 제공한다.
신속하고 안정적인 급속 충전 역시 핵심 기술이다. 포뮬러 E는 지난 시즌부터 ‘피트 부스트 (Pit Boost)’를 도입해, 600kW의 출력으로 30초 만에 10%의 에너지를 충전한다. 카이엔 일렉트릭 역시 빠른 피트스톱에 최적화되어 있으며, 배터리 충전 상태 (SoC) 10%에서 80%까지 충전하는 데 16분이 채 걸리지 않는다.
카이엔의 급속 (DC) 충전 전력은 최대 400 kW이며, 급속 충전은 배터리 온도 섭씨 15° 이상이면 달성 가능하다. SoC가 약 55%에 이를 때까지 충전 전력은 350kW 이상을 유지하며 매우 안정적인 급속 충전 프로세스를 보장한다. 적합한 충전소에서 10분 이내에 주행가능 거리를 300km 이상으로 늘릴 수 있다.
포르쉐 AG R&D 이사회 멤버 마이클 슈타이너는 “포뮬러 E는 포르쉐의 미래 전동화를 위한 실험실 역할을 하는 무대이자 양산 모델 개발을 위해 중요한 인사이트를 제공한다”며, “신형 카이엔 일렉트릭은 포르쉐 모터스포츠 기술이 얼마나 빠르게 양산 모델에 접목되고 밀접하게 연결되는지를 잘 보여준다”고 강조했다.
포르쉐 팩토리 모터스포츠 포뮬러 E 디렉터 플로리안 모들링거는 “효율성은 포뮬러 E에서 승패를 가르는 핵심이고 이 원칙은 카이엔 일렉트릭 개발에도 동일하게 적용된다”며, “효율성은 차량에만 국한되지 않고 모터스포츠에서 검증된 민첩한 업무 방식은 개발 시간 감축은 물론, 기술 이전 가속화에 기여한다”고 전했다.
정영창 기자 jyc@automorning.com
