By JEREMY WHITE, MARK J. WALTON, WIRED UK

아우디는 15개월 전, 백서와 함께 전기차를 이용해 세계에서 가장 어려운 경쟁에 뛰어들고자 했다. 아우디는 1980년대 말 자체 진행한 과거의 경쟁 협력을 중단했다. 이후 인력 감소 탓에 아우디가 1982년과 1984년, 세계 랠리 선수권전(World Rally Championship)에서 우승을 차지하면서 얻은 지식 대부분을 잃었다.

다카르 랠리(Dakar rally)는 매우 우수한 비율로 오프로드 내구성 이벤트를 다룬다. 단계별 거리는 일일 최대 900km이다. 지형 횡단은 기존 랠리를 통해 본 것보다 훨씬 더 험난하므로 차량을 오프로드에 적합하게 특수 제작해야 한다. 일반 포장도로를 달리는 차량을 변경하는 것만으로는 충분하지 않다.

프랑스 모험가 티에리 사빈(Thierry Sabine)이 1975년에 열린 코트코트 아비장 니스 랠리(Cote-Cote Abidjan-Nice rally)에서 조난을 당한 것을 계기로 1977년 12월 자로 다카르 랠리가 시작됐다. 의도치 않게 대회가 분리되자 사빈은 사막이 정규 경주를 열기 좋은 대회장이라고 생각했다. 당시 파리에서 시작된 랠리에 경주 차량 182대가 참여했다. 그중 단 74대만이 사하라 사막을 가로질러 세네갈 수도 다카르까지 향하는 길 1만 km를 무사히 횡단했다.

코로나19의 여파로 레이스 조건을 완벽히 실험할 가능성이 없지만, 랠리에 복귀한 첫해 아우디의 목표는 단순히 다카르 랠리를 완주하는 것이었다. 하지만 대회 중반이 지난 상황에서도 차량 3대 모두 주행 중이었으며, 59세 참가자인 베테랑 카를로스 세인즈(Carlos Sainz)가 3단계에 걸쳐  636km의 경로를 지났다. 아우디팀 대변인은 와이어드에 “대회에 참가한 아우디 차량의 모든 부분이 작동했다는 사실이 가장 놀라웠다”라고 말했다.
 
언뜻 보았을 때, 아우디의 2022년 다카르 랠리는 일반 소비자가 소유한 승용차와 매우 비슷해 보인다. RS Q e-트론(RS Q e-tron)은 길이 4.5m, 높이 2m인 통카 장난감 차와 같은 모습이다. 다스베이더와 같은 차체 아래에는 터뷸러 프레임이 적용돼, 카본 패널로 지지하고 배터리와 전자 모터 3개, 석유 엔진을 장착했다. 길거리에서 흔히 볼 수 있는 평범한 차량과 같은 모습이다.

아우디가 다카르 랠리에 참가하고, 사막 횡단용 차량 제작에 나선 이유는 무엇일까? 물론, 다카르 랠리 자체의 명성을 부분적인 원인이라고 말할 수 있다. 다카르 랠리는 처음 시작됐을 당시부터 모험과 사막 낭만의 대표적인 예시가 되었다. 파리에서 다카르까지 이어지는 여정을 처음 개최한 뒤 2008년, 북아프리카 일대에서 발생한 테러 공격 때문에 개최지가 남미로 바뀌었다. 지리적 위치가 바뀌고, 2019년이 되자 다카르 랠리가 다시 열렸다. 그러나 랠리 자체의 기원이 사막이라는 점에서 개최지가 사우디아라비아로 또 한 차례 바뀌었다. 여전히 다카르 랠리 우승 후 얻는 명예는 매우 크며, 아우디는 2022년에 최초로 참가하고 승리했다.

그러나 아우디는 다카르 랠리 참가와 함께 프리미엄 전기차 브랜드라는 입지를 차지하고, 배터리형 전기차로 다카르 랠리에서 우승하고자 했다. 대다수 다른 참가 차량의 대회 중 일일 평균 이동 거리가 최대 600마일(약 965.6km)라는 사실을 고려하면, 지구상에서 가장 외진 곳에 자리 잡은 데다가 생활이 가장 어려운 지역에서 전기차로만 이동하기 매우 어렵다. 대회 이동 도중 전기차 충전소는커녕 낙타 한 마리도 찾기 어려웠다.

그러나 아우디는 발전 내연기관(range extender) 제작이라는 오래된 아이디어 실험 가능성을 통해 한 가지 기회를 발견했다. 발전 내연기관은 동력을 공급하는 휘발유 엔진도 함께 장착했다. 엔진은 바퀴가 움직이도록 하지 않고, 이동하면서 소모되는 배터리를 유지한다. 10년 전만 하더라도 발전 내연기관은 미래 기술이라는 인식이 지배적이었다. 복스홀(Vauxhall, 미국의 뷰익)과 BMW 모두 발전 내연기관 차량을 출시했으나 아우디는 시제품으로만 제작했다.

하지만, 발전 내연기관 차량이 등장한 뒤 세상이 변화했다. 테슬라가 등장하면서 배터리 기술이 향상되더니 발전 내연기관 차량이 순식간에 구시대적 개념이 되었다. 발전 내연기관 차량의 시초라는 점에서  아우디의 2022년도 다카르 랠리 참가 소식이 이례적인 소식으로 다가왔다.

우선, 엔지니어는 아우디 포뮬러 E(Formula E) 경주차에 장착할 용도로 개발된 전기 모터를 차용했다. 모터 하나가 RS Q e-트론의 앞 차축을, 또 다른 모터 하나는 뒤 차축을 견인한다. 아우디는 과거 아우디 DTM 레이서(Audi DTM racer)에 적용된 빛과 4개의 실린더 엔진을 변형하여 적용했다. (DTM은 독일의 투어용 프리미어 리그 차량이다) 기존 차량과는 다른 엔진은 포뮬라 E 모터의 세 번째 모터에 연결돼, 발전기 역할을 한다. 즉, 휘발유 엔진이 모터를 회전하면서 전기가 전달된다. RS Q 배터리 속도가 300마일 떨어진 곳에서 방전될 때, 엔진이 자동으로 작동하여 고정 지점에서 속도를 높여 충전한다. 꾸준히 고정 속도로 달린다는 점은 에너지 효율성을 극도로 높이도록 엔진을 조정할 수 있다는 의미이다. 에너지 효율성이 어느 정도인지 궁금한가? RS Q는 300리터 휘발유 탱크를 장착했다. 반면, 다카르 랠리에서 사막을 횡단한 차량 대부분 600리터 휘발유 탱크를 장착했다.

성능은 매우 놀랍다. RS Q의 0-62mph 가속은 4.5초이다. 일반 지형이 아닌 모래 위에서 측정한 값이다. 이와 같은 수준의 회생제동 효율성 덕분에 아우디 엔지니어는 운전자가 주행 도중 그을리면서 검은색이 된 브레이크 디스크가 사실상 깨끗한 상태라는 사실을 확인했다.

랠리 둘째 날, 세인즈가 대회 이동 경로를 이탈하면서 차량의 전력 시스템을 시험하게 됐다. 연료 탱크는 마지막 단계에서 텅 빈 상태가 되었으나 차량은 배터리만으로 최소 45km를 이동할 수 있었다. 아우디 모터스포츠 커뮤니케이션 총괄인 스테판 모저(Stefan Moser)는 “차량이 무사히 작동했다. 랠리 둘째 날과 같은 일이 다시는 발생하지 않았으면 한다. 그러나 연료 탱크가 비어도 차량이 움직일 수는 있다”라고 말했다.

RS Q가 발전 내연기관 차량의 두 번째 기회를 공식적으로 나타냈다면, 2012년 등장한 발전 내연기관 차량과는 어떤 점이 달라졌을까? 전기 모터와 휘발유 엔진, 배터리 모두 2012년보다 효율성이 향상된 점을 부분적인 변화로 언급할 수 있다. 그 외에 전 세계의 갑작스러운 배터리 차량 전환이 의미하는 바와 관련하여 서서히 드러나는 현실을 나타내기도 한다.

영국 정부는 2030년까지 휘발유 차량과 디젤 차량 판매를 단계적으로 폐지하면서 2035년까지 하이브리드 차량 판매를 금지하겠다고 다짐한 것을 한 가지 예시로 언급할 수 있다. 배기가스 배출이 전혀 없어야 한다는 의미는 전시장에서 보게 되더라도 RS Q 차량이 미래에 판매될 수 없다는 사실을 시사한다. 그러나 영국 에너지 규제 기관인 오프젬(Ofgem)은 최근 2050년까지 전기 승용차와 전기 밴 보급과 함께 영국 전기 수요가 연간 65~100TWh 수준으로 증가할 수 있다는 점을 인정했다. 신규 핵발전소 10곳의 전기 수요와 맞먹는 수준이다. 유럽 전역에서 영국과 비슷한 문제를 직면했다.

콴트는 아우디의 다카르 랠리 팀 협력사인 Q 모터스포츠(Q Motorsport) 창립자 스벤 콴트(Sven Quandt)는 “지금 당장 모든 차량을 전기차로 변경하면, 인간은 전등을 전혀 사용하지 못할 것이다”라고 말했다. Q 모터스포츠와 콴트의 실용주의적 관점에서 RS Q 실험의 실제 잠재성을 다음과 같이 말할 수 있다. “인간은 대체 자원과 차량 주행을 위한 대안을 찾아야 한다. 아우디는 현재 경주용으로만 실험했으나 아우디가 선보인 기술을 대대적으로 채택해 일상 속에서 차량 주행이 이루어진다면, 이산화탄소 배출량이 지금보다 훨씬 적을 것이다. 정해진 회전수에 따라 엔진을 작동하면서 100% 효율성을 달성하기 때문이다.”

전기차의 두 번째 당면 과제는 리튬이온 배터리 가격과 환경 비용 인상이다. 현재 전기차 배터리 용량은 약 100kWh 수준이지만, 대용량 배터리 요구와 함께 테슬라와 GM 모두 200kWh 배터리 도입을 논의 중이다. 반면, RS Q e-트론 배터리 용량은 단 52kWh이다. 배터리 용량 자체가 문제 될 것이 없기 때문이다.

콴트는 “배터리 용량이 감소한다면, 200kWh에서 30~40kWh 수준으로 줄어들 것이다. Q 모터스포츠는 차량 생산에 자원을 다량으로 소모하지 않는다”라며, “배터리 용량 감소가 중요하다. 환경 문제를 크게 일으키지 않는다는 의미이기 때문이다”라고 말했다.

아우디 스포츠 개발 총괄 스테판 드라이어(Stefan Dreyer)도 아우디가 발전 내연기관 기술을 매우 진지하게 모색한다는 점을 추가로 설명했다. 드라이어 총괄은 아우디의 로드카 부서가 다카르 프로젝트 전체 단계에 걸쳐 다방면으로 참여했다고 전했다. 그는 “발전 내연기관 차량 개념을 적용하면서 모든 관련 기술을 논의했다”라며, 전력 공급 과정에 DTM 엔진처럼 에너지를 다량으로 소비하지 않아도 된다고 덧붙였다. 이어, “다른 합성 연료로 엔진을 작동할 수 있다. 가스터빈이나 연료 셀로 바꾸어도 된다. 결과적으로 아우디는 시스템 전체를 테스트했다. 에너지 효율성은 중요한 문제이자 사고이다”라고 전했다.

전기차 전환 기한인 2030년이 더 가까워지면서 국가 차원에서 배터리형 전기차 전환율을 높여야 한다는 압박이 커지는 추세이다. 결국 전기차 전환이라는 사고가 향후 도로 상황과 함께 드러날 것이다.

** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
Audi's EV Dakar Rally Car Is Resurrecting the Range Extender