전기 보조 터보차저

전기 보조 터보차저(Electrically assisted turbocharger, EAT)는 전동기가 가스 구동 터보차저를 보조하여 강제 유도를 제공하는 방식이며, 특히 배기 가스 흐름이 원하는 부스트를 생성하기에 불충분할 때 사용된다.^[1] 일부 시스템은 모터를 터보차저 내부에 통합하는 반면, 다른 시스템은 별도의 전기 슈퍼차저를 사용한다.

예시 EAT 시스템(Aeristech)의 개략도

시스템

보그워너

보그워너는 1990년대에 이 아이디어를 테스트했지만, 높은 전력 소비량 때문에 양산 차량용 부품을 생산하지 않았다. 이는 48볼트 전기 시스템을 사용한 메르세데스-벤츠 M256 엔진 (2017)이 등장할 때까지 이어졌다.^[2]

2023년 01월 기준^[update] 기준으로, 보그워너는 두 가지 EAT 솔루션을 판매하고 있다: eBooster라는 이름의 독립형 "전기 컴프레서"(즉, 슈퍼차저)와 eTurbo라는 이름으로 단일 축 모터가 장착된 터보차저이다.^[3]

가렛 모션

2019년 10월, 가렛 모션은 2021년 출시 예정으로 시장용 승용차를 위한 최초의 전기 터보차저를 발표했다.^[4] 이 설계는 터보차저의 터빈 휠과 컴프레서 휠 사이에 전동기를 추가한다.

2023년형 메르세데스-AMG SL 43 컨버터블은 메르세데스-벤츠 M139 엔진을 사용하며, 이 엔진에는 통합된 가렛 모션 EAT가 적용되었다.^[5]

폭스바겐 TDI

아우디 브랜드에서 사용되는 TDI 라인은 4.0 V8 TDI 310-320kW를 선보였으며, 이는 아우디 SQ7 등에 사용된다. 이 엔진은 터보차저 2개와 전기 슈퍼차저 1개를 갖추고 있다.^[6]

볼보

2010년, 볼보는 전기 보조 터보차저를 실험하기 시작했다. 그 결과는 2014년에 공개되었는데, 450마력의 2.0L 고성능 Drive-E 파워트레인 콘셉트 엔진으로, 전기 부스터를 위해 48볼트 전기 시스템을 사용했다. 이 엔진은 3개의 터보를 가지고 있으며, 전기 "터보"는 트윈 터보의 배기 터빈을 구동한다.^[7] 초기에는 볼보 XC90 T6가 관련 개선을 받을 것이라는 보도가 있었지만,^[8] 2016년형 볼보 XC90 T8만이 기계식 트윈차저 배열 외에 트윈 엔진 스타터-제너레이터-슈퍼차저를 실제로 장착했다.^[9]

2019년, 볼보는 기계식 슈퍼차저를 전기식으로 교체할 계획을 재차 밝혔다.^[10]

포르쉐

2024년 5월, 독일 자동차 제조업체 포르쉐는 포르쉐 911 GTS의 새로운 버전을 공개했는데, 이는 eTurbo라고 불리는 3.6L 플랫 6 엔진과 전기 터보차저를 결합한 모델이었다. 1.9 kWh 배터리는 11 kW의 전력을 생성하며, 터빈 휠과 엔진의 컴프레서 사이에 직접 위치한다. 변속기와 함께 작동하는 전동기는 터보차저가 거의 즉시 스풀업되도록 하여 부스트 압력이 매우 짧은 시간 내에 형성되면서 터보 랙을 동시에 줄인다. 돌림힘은 완전 전기차처럼 즉각적이지는 않지만, 911의 가솔린 모델에 비해 훨씬 낮은 RPM에서 생성된다.^[11]

eTurbo가 생성하는 배기가스는 911의 가솔린 모델보다 현저히 낮다. 또한, 출력도 상당히 높으며, 포르쉐에 따르면 단일 전기 보조 터보차저만으로도 충분했다. 더욱이, 사용된 8단 PDK(듀얼 클러치 변속기 참조)는 전동기로 인한 상당한 돌림힘 증가를 수용하기 위해 재설계되었다.^[12]

폐기됨

1990년대 후반, 투르보다인(Turbodyne) 또한 EAT 설계를 연구했다.^[13]

관련 장치

전기 슈퍼차저 또한 전동기를 사용하여 압축기를 구동하지만, 전기 슈퍼차저에서는 전동기가 유일한 동력원이다.

일부 배기 가스를 전환하여 전기를 생산할 수 있는 터보차저(차량의 교류 발전기를 사용)는 때때로 하이브리드 터보차저라고 불린다.^[14]

같이 보기

• MGU-H
• MGU-K