역시 BMW, 40년 만에 전기차를 위한 새로운 풍동 시설 운영

BMW 그룹(BMW Group)의 연구 및 혁신 센터(FIZ)에 새로운 에어로어쿠스틱 및 전기 구동 센터(AEC)가 운영을 시작한다. 거의 40년 만에 오래된 에어로어쿠스틱 풍동 시설이 바뀌게 되는 것이다.

건물은 두 개 동과 일부로 구성되어 있다. 이곳에는 작업장, 테스트 및 측정 장비와 고전압 배터리 및 인버터용 프로토타입을 갖춘 다기능 시설 외에도 기술적으로나 구조적으로 독특한 풍동 테스트 설비도 있다.

길이 100m, 높이 45m, 폭 25m에 불과한 이 풍동 시설은 세계에서 가장 큰 수직 음향 풍동인 동시에 가장 조용한 풍동 시설이다.

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새로운 풍동 시설에서는 조용한 대화나 조용한 에어컨 시스템만큼 낮은 배경 소음 수준(140km/h에서 54.3dB(A))으로 차량의 역풍으로 인한 소음을 정밀하게 측정할 수 있다.

노즐 단면적은 25m², 최대 풍속은 250km/h로 롤스로이스 팬텀이나 BMW X7과 같은 가장 크고 강력한 차량도 현실적으로 검사할 수 있다.

이는 4.5MW의 송풍기 용량과 250km/h에서 분당 최대 100,000m³의 공기를 통해 달성된다. 풍동 시설은 음향 반자유장 공간으로 설계되었다.

즉, 방음 바닥을 제외하고는 소리의 반사가 발생하지 않는다. 이를 통해 도로 상황을 사실적으로 시뮬레이션할 수 있다. 30Hz의 반자유장 조건에 대한 주파수 범위는 차량 풍동에서 고유하며 전체 가청 스펙트럼을 확보하고 있다.

음향 풍동 시설은 차량 개발을 앞당기는 최신 측정 기술을 갖추고 있다. A 216마이크로폰 음향 카메라는 1cm 미만의 정확도로 배경 소음을 정밀하게 찾아낼 수 있다.

또한 풍동 시설에는 레이저 진동 측정 시스템이 있어 차량 표면 전체의 기계적 진동을 접촉 없이 동시에 측정할 수 있다.

풍동 시설은 또한 바람과 구름 소음을 연구하는 데 이상적으로 갖추어져 있다.

본격적인 음향 전륜구동 롤러 동력계는 바람과 날씨에 관계없이 다양한 현상을 분석하는 데 사용할 수 있으며, 측정을 수행할 때 높은 수준의 유연성을 제공하도록 설계되었다.

바람 구르는 소리를 통해 롤링과 바람의 현상을 서로 분리할 수 있다(바람 온/오프, 롤 온/오프). 또한 차량 접근이 가능한 유리 바닥이나 오토바이용 차량 저울과 같은 다양한 모듈을 차량 이동 없이 단시간에 교체할 수 있다.

이를 통해 개발자는 다양한 구성을 빠르고 효율적으로 테스트할 수 있다. 성능, 정밀성, 유연성이 결합된 뮌헨의 새로운 음향 풍동 시설은 차량 개발의 새로운 기준을 제시하고 차량 음향 및 공기역학 최적화를 위한 새로운 기회를 열어준다.

이를 통해 가장 조용한 풍동 시설과 가장 현대적인 측정 기술을 사용하여 노이어 클라쎄(Neue Klasse)를 위한 최고의 에어로 어쿠스틱을 보장할 수 있다.

AEC는 기본적으로 굴착 구덩이에 건설된 두 개의 건물로 구성되어 있다. 구조적으로 두 번째 ‘반 단독 시설’과 주변 지역을 풍동 시설과 특수하게 분리하여 특수한 음향 요구 사항을 충족했다.

3m 두께의 바닥 슬래브부터 파사드까지 건물 전체가 주변 지역의 소음에 대해 방음 처리되어 있다.

전체 공사는 개발이 진행되는 동안 별채에서 진행되었다. 풍동은 건물 지반을 최대한 효율적으로 사용할 수 있도록 직립형으로 설계되었다.

이는 두 건물에 대한 모든 요구 사항을 완벽하게 충족하고 기존 공간에 구현할 수 있는 유일한 방법이었다.

AEC의 두 번째 ‘반 단독 시설’에는 작업장, 테스트 및 측정 스탠드, 프로토타입 라인이 있다. 이곳에서도 전기 모빌리티에 초점을 맞추고 있다.

BMW 그룹의 전문가들은 이곳에서 미래 전기차용 고전압 배터리의 프로토타입을 제작하고 테스트하고 있다.

이를 위해 여러 층에 걸쳐 15,000m²를 사용할 수 있다. 800m²의 추가 면적에서는 클린룸 조건에서 미래 전기 모터용 인버터를 파일럿 라인에서 제조할 예정이며, 여기에서 생산되는 인버터는 전기 모터의 핵심 부품이다.

무엇보다도 고전압 배터리의 직류를 전기 모터에 사용할 교류로 변환하는 것이 인버터의 중요한 임무다.

장기적으로 유연성을 확보하기 위해 AEC의 공간은 ‘다기능’으로 설계되었고, 이는 향후 다양한 요구사항에 대응하고 단기간 내에 공간을 재구성할 수 있다는 의미이기도 하다.