많은 현대 자동차는 예전보다 훨씬 더 크고 무거우며, 그 중 많은 부분은 모든 자동차에 엄청난 양의 기술이 담겨 있기 때문입니다. EV 배터리 및 모터, 하이브리드 시스템, 현대적인 편의 시설, 센서, 진단 장비 등 목록은 계속됩니다. 그런데 이 모든 항목의 공통점은 무엇입니까? 그들은 모두 힘을 사용합니다. 그 동력을 생성하는 것은 자동차 초창기부터 엔지니어들에게 거의 끊임없는 고민의 원천이었습니다. 그러나 결국 다음의 큰 혁신이 실제로 뒤늦게 생각된다면 어떨까요?
현대자동차는 회사가 “차량용 풍력 발전 시스템”이라고 부르는 다소 흥미로운 개념을 가지고 들어왔습니다. 특허공개 US 20260168477 A1에는 “차량용 에너지 하베스팅 시스템은 차체 프레임의 전면에 위치하는 그릴, 그릴 내부에 위치하여 그릴의 일부를 개폐하는 적어도 하나의 셔터 유닛, 셔터 유닛에 인접하여 차체 프레임에 고정되는 발전기 유닛, 그리고 차량 속도에 따라 셔터 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함한다”고 설명되어 있다.
그게 정확히 무슨 뜻인가요? 풍차입니다. 또는 더 정확하게 말하면, 개폐식 그릴 뒤에 장착된 풍차는 지나가는 바람을 포착하여 발전기를 통해 에너지로 변환하도록 설계되었으며, 아마도 현대 볼더 SUV와 같은 미래 컨셉을 위해 사용될 것입니다. 어떻게 작동하며 실제로 예상대로 작동합니까? 알아봅시다.
작동 방식
현 시점에서는 이것이 단지 특허 출원이라는 점을 감안할 때 이를 변경될 수 있는 많은 세부 사항이 포함된 개념 증명으로 취급해야 합니다. 하지만 현재 우리가 알고 있는 정보에 따르면 이 개념은 주로 저속에서 지나가는 바람을 이용하여 전기로 변환함으로써 작동합니다. 특허에 따르면 속도가 높을수록 시스템은 에너지 회수 가치가 없을 만큼 공기역학적 항력을 너무 많이 받게 됩니다.
이 시스템이 장착된 자동차는 팝업 헤드라이트처럼 작동하지만 조명 대신 작은 풍차가 있는 접이식 덕트 시스템을 사용합니다. 도면에는 두 개의 장치가 필요합니다. 차량의 양쪽에 하나씩, 헤드라이트 아래와 메인 그릴 옆에 위치하며 전면 페시아의 나머지 냉각 덕트와 섞일 가능성이 높습니다. 풍력 발전기는 변압기에 연결되어 전압을 변환하고 이를 정류기에 공급합니다. 그런 다음 전압을 AC에서 DC로 변경하여 DC-DC 변환기에 공급됩니다. 마지막으로 보조 배터리와 메인 배터리로 연결되어 전체 시스템을 재충전합니다. 어떤 의미에서는 운동 에너지 대신 풍력을 사용한다는 점을 제외하면 EV에 매우 중요한 전자기 회생 제동 시스템과 크게 다르지 않습니다.
회생 제동과 마찬가지로 전반적인 목표는 작업에 사용할 수 있는 에너지를 빼앗는 것이 아니라 낭비되는 위치 에너지를 포착하는 것입니다. 여기서 개폐식 도어가 등장하여 발전기를 차단하고 가상적으로 자동차가 순수하게 EV 전력으로 작동하거나 PHEV인 경우 연소 엔진으로 작동할 수 있도록 허용합니다.
실제로 아무것도 할 수 있나요?
이것은 큰 질문입니다. 자동차 앞쪽에 있는 두 개의 풍차입니다. 그림을 믿는다면 여름에 가지고 있는 휴대용 선풍기보다 그리 크지 않을 것입니다. 현실적으로 얼마나 많은 전력을 생성할 수 있으며, 복잡성과 무게를 추가할 가치가 있습니까? 적어도 현재 반복에서는 그렇게 생각하며 그 이유는 다음과 같습니다.
가상의 시나리오를 실행해 보겠습니다. 고속도로에서 시속 65마일로 달리고 있는데 전방에 교통 정체가 있어 속도를 줄여야 한다고 가정해 보겠습니다. 시스템의 덕트가 열리고 발전기 위로 공기 흐름이 제어될 수 있습니다. 물론, 그 발전기는 공기 흐름에서 에너지의 일부를 가져와 항력을 추가하지만 어쨌든 속도를 줄여야 하기 때문에 문제가 되지 않습니다. 이제 35정도 가는데 덕트가 활짝 열려있습니다. 회생 제동과 함께 주행하는 동안 배터리를 효과적으로 지속적으로 충전할 수 있습니다. 분명히 두 개의 풍차가 모든 것을 충전하지는 않지만 몇 마일의 추가 범위는 결코 해롭지 않습니다.
이들 중 하나가 매우 유용할 수 있는 많은 시나리오가 있습니다. 도시 운전이 가장 직접적인 예이지만, 고속에서 속도를 늦추고 기생적인 항력을 좋은 효과로 사용할 수 있는 모든 상황에서 탁월한 성능을 발휘할 수 있습니다. 바퀴를 재발명하는 것인가요? 설마; 우리는 농업이 시작된 이래 실제로 풍력 기계를 사용해 왔습니다. 그러나 Faraday Future의 실험적인 PHEV 변속기와 같은 다른 혁신과 달리 현대의 컨셉은 단순하고 영리하며 눈에 띄지 않고 유용해 보입니다. 몇 년 동안 디자인을 완성하면 현대 EV의 주축이 될 수도 있습니다.
