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Jul 05, 2023

더 많은 것을 위한 제동

배터리 전기 자동차는 특히 섀시에 새로운 요구 사항을 제시합니다.

배터리 전기 자동차는 특히 제동 및 회복과 관련하여 섀시에 새로운 요구 사항을 제시합니다. 포르쉐 그룹의 개발자들은 편안함을 손상시키지 않으면서 더 나은 회복을 가능하게 하는 브레이크 힘 분배에 대한 새로운 개념을 연구하고 있습니다.

섀시 개발자는 두 가지 측면에서 전기화로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 배터리는 차량을 더 무겁게 만드는 반면, 차량은 종종 더 나은 주행 역학을 보여줍니다. 이 두 가지 요소 모두에는 일반적으로 더 강력한 유압식 휠 브레이크가 필요합니다. 그러나 이는 무게가 증가하고 소비량이 증가하기 때문에 효율성이 감소하고 범위가 희생됩니다.

Porsche Taycan은 회복 덕분에 더 큰 브레이크 시스템 없이도 주행합니다. 운전자가 브레이크 페달을 밟자마자 전기 모터가 발전 모드로 전환됩니다. 그렇게 하면 더 이상 모터가 바퀴를 구동하는 것이 아니라 그 반대가 됩니다. 이는 차량을 제동하는 동시에 배터리를 충전하는 데 사용할 수 있는 전기를 생성합니다. 섀시 개발자에게 중요한 것은 주행 역학의 증가에도 불구하고 회복을 위해 브레이크를 더 크게 만들 필요가 없다는 것입니다. 따라서 브레이크는 주행 거리에 부정적인 영향을 미치지 않습니다.

타이칸에서는 일상 상황에서 운전자가 브레이크를 밟는 경우의 90%가 유압 시스템 없이 전력만으로 가능합니다. 후자는 전기 모터가 제동력을 거의 발휘하지 못하는 5km/h 미만의 속도에서만 사용됩니다. 또한, 고속에서 최대 제동을 하는 등 전기 모터의 감속력이 충분하지 않을 때 마찰 브레이크가 작동합니다. 타이칸 터보 S (전력 소비* 복합(WLTP) 23.4~22.0kWh/100km, CO2 배출량* 복합(WLTP) 0g/km, 전기 레인지* 복합(WLTP) 440~467km, 도심 내 전기 레인지* (WLTP) 524 – 570km) 제동 중에 최대 290kW의 전력을 생성할 수 있습니다. 이 출력 수준에서 2초의 감속이면 약 700m를 주행할 수 있는 전력을 생성할 수 있습니다. 전반적으로 회복은 범위를 최대 30%까지 증가시킵니다.

배터리 전기 자동차(BEV)용 섀시 개발의 주요 기술적 과제 중 하나는 회생 제동과 유압 제동이 결합되는 혼합입니다. Porsche Engineering의 섀시 테스트 수석 관리자인 Martin Reichenecker는 "운전자는 시스템 간의 전환을 느껴서는 안 됩니다."라고 강조합니다.

브레이크 시스템이 다르게 작동하기 때문에 원활한 전환을 보장하려면 기술이 많이 요구됩니다. 전기 모터는 항상 동일한 제동 토크를 제공하지만 유압 대응 토크는 온도 및 습도와 같은 환경 영향으로 인해 매번 달라질 수 있습니다. 따라서 전환점에서는 유압 제동력이 전기 제동력과 다른 경우가 있을 수 있습니다. 운전자는 이것을 충격으로 느낍니다.

포르쉐는 이러한 일이 발생하지 않도록 타이칸용 알고리즘을 개발했습니다. 유압 시스템을 지속적으로 모니터링합니다. 각 충전 과정에서 브레이크는 브레이크 페달 힘에 대한 브레이크 페달 이동의 현재 비율을 결정하기 위해 보정됩니다. 이를 통해 알고리즘은 다음에 차량이 제동될 때 유압 시스템이 얼마나 많은 동력을 전달할지 예측하고, 회복 모드로의 전환이 원활하게 유지되도록 정확하게 배치합니다.

차량의 제동력은 일반적으로 불평등하게 분배됩니다. 그 중 2/3는 앞차축에서, 1/3은 뒤차축에서 제공됩니다. Taycan의 전기 시스템에도 동일한 비율이 적용됩니다. 전면 전기 모터는 제동력의 2/3를 제공하고 후면 전기 모터는 1/3을 제공합니다. 물론 후면 모터가 더 크고 이론적으로는 더 많은 제동력을 제공(및 회복)할 수 있습니다. 이 잠재력은 차축 사이의 제동력 분포를 변경하여 활용할 수 있습니다. 이러한 맥락에서, 주행 안정성을 이유로 충분한 안정성 확보를 위해 상황에 따라 최대 리어 액슬 기여도를 제한해야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. Porsche AG의 회생 제동 기능 개발자이자 통합 엔지니어인 Ulli Traut는 "가장 많은 에너지를 흡수할 수 있는 전기 모터는 가장 큰 제동 토크를 제공합니다."라고 설명합니다.