얼마 전, 콘셉트 AMG GT XX가 전설적인 나르도 테스트 트랙에서 8일 미만의 시간 동안 40,075km를 주행하여 전 세계의 관심을 끌었다.
이 “8일 만에 세계 일주” 여정에서 인상적인 격차로 총 25개의 장거리 기록을 세웠다. 극한의 테스트 조건 하에서 이 기술 선구자는 뛰어난 내구성을 입증하며 메르세데스-AMG의 오랜 기록 달성 전통을 이어갔다.
아펠터바흐의 퍼포먼스 브랜드는 두 대의 차량이 랩을 거듭하며 기록을 차례로 경신하는 한계를 시험했으며, 300km/h의 주행 속도로 7일 13시간 24분 07초 동안 달렸다.
이 기록들 중에는 전기차가 24시간 동안 주행한 최장 거리 기록도 포함되어 있다. 그러나 이 극한 내구성 테스트에서 기존 벤치마크는 한 번만 깨진 것이 아니라 14번이나 산산이 부서졌다.
메르세데스-AMG는 나르도 챌린지에 두 대의 콘셉트 AMG GT XX를 투입했다. 두 차량 모두 모든 24시간 구간에서 압도적인 격차로 기존 기록을 넘어섰다.
이러한 궁극적인 스트레스 테스트는 혁신적인 드라이브트레인의 독보적인 내구성 능력 덕분에 가능했다.
콘셉트 AMG GT XX는 세 개의 액시얼 플럭스 모터와 직접 냉각 배터리로 구동되며, 이 기술들은 내년 출시 예정인 고성능 아키텍처 AMG.EA에 양산 적용될 예정이다.
혁신적인 기술들의 집약체
이 극한 테스트에서는 부분적으로 양산 준비가 완료된 수많은 추가 혁신 기술들도 핵심적인 역할을 했다. 그 중에는 통합 냉각 콘셉트, 정교한 공기역학, 그리고 지능형 운영 전략이 포함된다.
또한 콘셉트 AMG GT XX는 외관과 내부 모두에서 다양한 혁신을 선보였다. 주목할 만한 요소들로는 증강현실 레이싱 헬멧, 인체공학적 3D 시트 패드, 그리고 생명공학 기반의 새로운 소재들이 있다.
외관의 돋보이는 특징으로는 측면을 따라 배치된 발광 페인트 세그먼트, 헤드라이트 통합 스피커, 그리고 후면의 MBUX 플루이드 라이트 패널이 있다.
마르쿠스 셰퍼(Markus Schäfer) 메르세데스-벤츠 그룹 AG 이사회 구성원이자 최고기술책임자는 “메르세데스-AMG와 포뮬러 1은 혁신, 치열한 경쟁, 그리고 기술적으로 가능한 것의 한계를 넓히는 것을 의미한다. 우리의 파워트레인은 120년 전 자동차 역사상 최초의 도로 경주부터 획기적인 성공을 거두며 수십 년간 벤치마크를 세워왔다”고 말했다.
그는 또한 “1970년대와 1980년대에 메르세데스-벤츠는 나르도의 단골 손님이었으며, 특히 비전 기술 프로그램인 C111로 수많은 국제 속도 및 트랙 기록을 세웠다. 당시 우리는 혁신적인 디젤과 가솔린 파워트레인의 성능 능력을 입증했다. 이제 콘셉트 AMG GT XX 기술 프로그램으로 우리는 완전 전기 구동으로 새로운 성능 차원에 진입하고 있다”고 덧붙였다.
미하엘 시베(Michael Schiebe) 메르세데스-AMG CEO는 “AMG에서 혁신은 명확한 목적을 가지고 있다. 고객에게 성능을 제공해야 한다는 것이다. 그래서 콘셉트 AMG GT XX의 많은 기술들이 곧 우리의 양산 차량에 적용될 것이다”라고 밝혔다.
혁신적인 냉각 시스템: 중앙 냉각수 허브와 언더바디 냉각판
콘셉트 AMG GT XX의 지속적인 전력 공급을 위해서는 강력한 냉각이 필수적이다. 그 핵심에는 고성능 배터리의 혁신적인 직접 액체 냉각이 있다. 하지만 전면과 후면 액슬의 전기 드라이브 유닛(EDU)과 12볼트 온보드 시스템 및 온보드 충전기의 파워 일렉트로닉스를 통합한 원박스의 요구 기반 냉각도 중요했다.
서로 다른 시스템은 서로 다른 온도 범위를 필요로 한다. 예를 들어, EDU는 배터리와 다른 온도 범위에서 작동한다.
중앙 냉각수 허브(CCH)는 모든 구성 요소에 정확하게 공급한다. 이 고도로 통합된 구성 요소는 콘셉트 AMG GT XX 냉각 시스템의 “마스터마인드”이다. 이는 전면 EDU와 샤시의 좌측 전면 종방향 멤버 사이에 컴팩트하게 위치한다.
콘셉트 AMG GT XX에서 중앙 냉각수 허브는 단일 컴팩트 하우징에 수많은 하위 구성 요소를 결합한다. 여기에는 고성능 냉각 펌프, 온도 센서, 4방향/5방향 밸브가 포함된다. 통합 설계는 기존 솔루션보다 적은 호스, 브래킷, 클램프, 펌프를 필요로 하여 무게와 설치 공간을 모두 절약한다.
CCH는 냉각이 필요한 모든 구성 요소를 연결할 뿐만 아니라 메인 라디에이터와 두 개의 휠 아치 라디에이터(전면 각 측면에 하나씩)에도 연결된다. 새로 개발된 밸브는 필요에 따라 부분 냉각 회로를 켜거나 끌 수 있게 한다.
공기역학이 냉각 기능을 지원
공기역학도 높은 냉각 성능에 기여한다. 이를 달성하기 위해 AMG GT에서 이미 알려진 에어패널 공기 제어 시스템이 더욱 발전되었다.
이 시스템은 라디에이터 그릴 뒤에 위치한 움직이는 루버로 작동하여 냉각과 낮은 항력 사이의 최적 균형을 보장한다. 처음으로 휠 아치 쿨러(팬 포함)가 이 시스템에 통합되었다.
정상 작동 시 루버는 닫힌 상태를 유지하여 항력을 줄이고 공기 흐름을 언더바디 쪽으로 의도적으로 유도한다. 추가 냉각이 필요할 때만 루버가 열려 열교환기에 요구에 따른 냉각 공기를 제공한다.
고속에서의 핵심 요소인 공기역학
300km/h에서는 구동 에너지의 약 83%가 공기역학적 항력을 극복하는 데 필요하다. 따라서 효율적인 공기역학은 고성능 세그먼트에서 특히 중요하며, 콘셉트 AMG GT XX가 나르도에서의 극한 내구성 테스트 대부분을 정확히 이 속도로 완주했기 때문에 더욱 그렇다.
따라서 이 차량은 고속을 위해 공기역학적으로 최적화되었다. 역동적인 보디는 낮게 누운 보닛과 날씬한 그린하우스로 정의된다. 이를 보완하는 것은 사이드 에어 커튼이 있는 낮게 누운 전면부, 휠 앞쪽의 전면 스플리터, 그리고 디퓨저와 사이드 블레이드가 있는 길고 넓은 후면부이다.
뛰어난 항력 계수 0.19를 달성한 수많은 개별 조치들
수많은 세부 사항에 대한 집중적인 작업을 통해 이미 매우 우수한 항력 계수를 더욱 개선할 수 있었다. 최적화된 에어로 미러, 확장된 디퓨저, 후면 스포일러 립과 같은 개별 조치들이 공기역학을 더욱 개선했다.
전반적으로 콘셉트 AMG GT XX의 나르도 극한 테스트에서의 Cd 값은 넓은 고성능 타이어에도 불구하고 0.19에 불과했다.
이 뛰어난 값은 장거리 주행에 직접적인 영향을 미쳤다. 나르도에서 주행한 속도에서 단 1포인트의 개선(Cd가 0.001 감소)은 약 90kg의 무게 절약과 유사한 효과를 주행거리와 효율성에 미친다.
카본 파이버 클래딩이 적용된 새로운 20인치 휠
휠도 나르도 미션을 위해 새로 개발되었다. 20인치 크기는 높은 주행 안정성과 낮은 공기 저항 사이의 최적 타협점을 제공한다.
알루미늄 휠에 사용된 에어로 카본 클래딩은 전면과 후면 액슬에서 다르게 적용된다. 슬랫은 전면 액슬에서 외부에서 내부로 공기를 유도하는 반면, 후면 액슬에서는 내부에서 외부로 공기를 펌핑한다.
제동 냉각은 무시할 수 있었는데, 이는 피트 스톱까지 감속이 거의 전적으로 회생제동을 통해 이루어졌기 때문이다. 차량은 최고 성능과 최대 효율성을 결합하도록 개발된 미쉐린 고성능 타이어를 사용했다.
알피트로닉의 새로운 충전소를 통한 고속 충전 성능
트랙에서의 고속뿐만 아니라 높은 충전 속도도 내구성 테스트에서 핵심 성공 요인이었다. 콘셉트 AMG GT XX는 새로 개발된 알피트로닉(Alpitronic) 충전소와 임시 고출력 충전 허브 덕분에 나르도에서 평균 약 850kW로 충전했다.
높은 충전 성능과 짧은 충전 시간을 달성하기 위해 팀은 중압 전력선, 변압기, 충전소를 포함한 자체 고출력 충전 허브를 테스트 현장에 설치했다.
이 프로젝트는 글로벌 메르세데스-벤츠 고출력 충전 네트워크 구축을 담당하는 메르세데스-벤츠 충전 유닛의 전문 지식을 활용했다. 나르도의 임시 고출력 충전 허브 건설도 기록적인 시간에 완료되었다. 건축 허가 신청부터 시운전까지 3개월이 채 걸리지 않았다.
콘셉트 AMG GT XX의 충전 성능에 맞추기 위해 메르세데스-벤츠 충전 유닛은 유럽 고출력 충전 시장의 선두주자인 파트너 알피트로닉과 긴밀히 협력했다.
알피트로닉은 이 프로젝트를 위해 특별한 프로토타입 충전소를 개발했다. 이는 처음으로 표준 CCS 케이블을 통해 최대 1000암페어의 전류를 전송할 수 있다 – 이전에 가능했던 것의 두 배이다.
포뮬러 1 전문 지식을 활용한 지능형 소프트웨어와 기록 전략
미션에서 또 다른 중요한 요소는 배터리 관리 시스템(BMS)을 포함한 지능형 운영 전략이었다.
이는 메르세데스-벤츠 소프트웨어 아키텍처 MB.OS를 기반으로 한다. 아펠터바흐의 메르세데스-AMG와 브릭스워스의 메르세데스-AMG 고성능 파워트레인(HPP) 전문가들이 이를 더욱 발전시켜 배터리를 항상 최적의 성능 윈도우 내에 유지하도록 했다.
도전 과제는 개별 배터리 셀의 내부 프로세스를 직접 측정할 수 없다는 것이었다. 그러나 이러한 통찰력은 최적 전략 개발에 필수적이다. 이를 극복하기 위해 팀은 사용 중 셀이 어떻게 작동하는지 알아보기 위해 미리 특별히 수정된 셀과 센서를 사용했다.
수많은 시뮬레이션에서 극한 주행을 위한 최적 전략이 미리 개발되었다. 여기에는 속도와 효율성의 최적 균형을 제공하는 300km/h의 이상적인 주행 속도 결정이 포함되었다. 각 개별 셀의 상태도 시뮬레이션에서 기록되고 BMS를 통해 조절될 수 있었다.
예측적 성능 관리자
예측적 성능 관리자(PPM)도 성공에 상당한 기여를 했다. 이는 파워트레인의 특별히 개발된 소프트웨어이다.
에너지 흐름을 최적화하고 운전자에게 특히 성능 효율적인 주행 스타일을 위한 지침을 제공하여 전략의 실용적 구현을 지원한다. 이는 증강현실 헬멧과 계기판의 신호를 통해 음향적, 시각적으로 이루어진다.
기록 주행을 위한 맞춤형 디스플레이 콘셉트
새로운 메르세데스-벤츠 운영 시스템(MB.OS)은 특별히 설계된 디스플레이 콘셉트의 기반이기도 하다. 깊이 통합된 소프트웨어-클라우드 아키텍처는 모든 제어 장치와 기능을 연결하고 제어한다.
콘셉트 AMG GT XX의 기록 주행을 위해 고속 주행 중 운전자를 지원하고 부담을 덜어주는 맞춤형 UI/UX 콘셉트(UI = 사용자 인터페이스; UX = 사용자 경험)가 프로그래밍되었다.
운전자 앞의 26센티미터(10.25인치) 계기 클러스터는 속도와 배터리 충전 수준과 같은 일반적인 차량 데이터를 표시한다. 그 오른쪽에 있는 35.6센티미터(14인치) 멀티미디어 디스플레이는 운전자 쪽으로 인체공학적으로 지향되어 있으며 “심리스 글래스” 룩을 가지고 있다.
증강현실 기능을 갖춘 레이싱 헬멧
메르세데스-벤츠는 수년간 차량에서 증강현실(AR) 사용의 선구자였다. 예를 들어, AR 내비게이션 지침은 이미 오늘날 방향 찾기를 더 쉽게 만들고 있다.
콘셉트 AMG GT XX에서는 이 기술이 처음으로 레이싱 헬멧에 직접 통합되었다. 따라서 증강현실 레이싱 헬멧은 사용자 경험의 추가적이고 혁신적인 구성 요소이다.
헬멧은 상황에 따라 차량과 트랙 정보를 시야에 실시간으로 혼합한다. 이를 통해 운전자는 트랙에서 눈을 떼지 않을 수 있다. 디스플레이는 차량 내 스크린의 정보를 보완한다. 데이터에는 배터리 충전 수준, 속도, 랩 카운터, 스티어링 휠 버튼을 통해 선택된 기능이 포함된다.
헬멧은 기록을 세운 차량과 어울리도록 설계되어 선셋 빔 오렌지로 칠해져 있고 뒤쪽에 AMG 엠블럼이 있다. 또한 모터스포츠의 HANS(머리 및 목 지지) 안전 시스템을 갖추고 있다. 약 2kg의 무게로 AR 장비와 이에 필요한 배터리에도 불구하고 매우 가볍다.
플라즈마 액추에이터를 통한 능동 공기역학 제어
콘셉트 AMG GT XX 기술 프로그램의 일환으로 나르도 주행이나 곧 양산될 것과는 관련이 없지만 근본적으로 새로운 기술인 “에어로다이나믹스 바이 와이어”에 대한 연구도 진행되었다.
연구팀은 처음으로 전기 플라즈마 액추에이터를 사용하여 후면의 보디 커브에서 목표 흐름 분리를 만들 수 있었다.
일반적으로 이는 차량 외부의 물리적, 기하학적 스포일러 립을 필요로 한다. 이 매우 혁신적인 솔루션은 공기 저항을 줄이고 에어로 성능을 개선하며 완전히 새로운 설계 자유도를 가능하게 한다.
3D 프린터를 통한 혁신적인 맞춤 인체공학 시트
전면 버킷 시트는 환기 개구부와 통합 헤드 레스트가 있는 카본 레이싱 쉘을 기반으로 한다. 새로운 것은 개방형 3D 구조를 가진 인체공학적으로 최적화된 시트 패드이다. 이는 벨크로식 패스너를 사용하여 쉽게 교체할 수 있다. 이는 각 운전자에게 맞춰진 편안한 시트 구조를 만든다.
시트 패드의 아이디어도 레이싱에서 나온다. 각 운전자를 위한 개별 시트 쿠션이 있어 빠르게 교체할 수 있다 – 예를 들어 내구 레이스에서 운전자 교체 시. 콘셉트 AMG GT XX에서 개별적으로 성형된 시트 패드는 3D 프린팅 프로세스를 사용하여 제작되었다.
기록 주행을 재현하는 스릴AR 경험
“스릴AR” 경험을 통해 콘셉트 AMG GT XX 혁신 팀은 애플 비전 프로를 사용하여 나르도의 고속 랩을 미디어 대표들만을 위한 매력적인 혼합 현실 모험으로 연출했다.
이 특별한 XR 경험에서 트랙 데이터, 랩 타임, 차량 성능이 대화형 피트 스톱과 같은 요소들과 융합되었다.
미쉐린: 메르세데스-AMG와 함께하는 스트레스 테스트 센터에서의 타이어 혁신
30년 이상 미쉐린은 메르세데스-AMG의 가장 야심찬 프로젝트들을 지원해왔다. 콘셉트 AMG GT XX가 300km/h 속도로 40,000km 이상을 주행할 수 있도록 하기 위해 미쉐린은 완전히 새로운 타이어인 미쉐린 파일럿 스포트 5 에너지를 개발했다.
이 고성능 타이어는 5년간의 연구개발의 결과이다. 이는 내년 초 같은 이름으로 출시될 시리즈 제품 라인의 전령이다. 설계를 위해 미쉐린은 차량 및 타이어 다이나믹스를 시뮬레이션하는 최첨단 기술과 다중 구성 요소 3D 제조 프로세스를 사용했다.
마이크로소프트의 콘셉트 AMG GT XX 내구성 테스트 지원
마이크로소프트는 기술 인프라와 전문 마이크로소프트 미션 크리티컬 팀으로 콘셉트 AMG GT XX의 내구성 테스트를 지원했다.
소프트웨어 회사는 이를 통해 원활한 플랫폼 운영을 보장했다. 미션 중에 차량 상태에 대한 모든 데이터가 메르세데스-벤츠가 마이크로소프트와 협력하여 개발한 MB.log라는 솔루션을 사용하여 지속적으로 수집되고 분석되었다.
시그니파이가 나르도 미션에서 성능과 안전 지원
콘셉트 AMG GT XX 내구성 테스트를 지원하기 위해 팀은 터널 섹션과 피트 스톱 영역을 포함한 트랙의 중요한 지점에 지능적이고 에너지 효율적인 시그니파이 조명을 전략적으로 배치했다.
터널에서 시그니파이의 필립스 레디네어 투광등은 컬러 키네틱스 컬러그레이즈 인텔리휴 조명기구와 결합되어 균형 잡히고 기능적인 조명을 제공했다.
강력한 컬러그레이즈 조명기구는 건축적 특징을 강조한다. 인텔리휴 기술 덕분에 정확하게 제어 가능하고 균일한 광도로 수백만 개의 포화 색상, 파스텔, 고품질 백색광을 생산할 수 있다.