45~60톤급 장갑차/전차에 통합하기 위한 차세대 동력시스템으로 기획된 APD(Advanced Powertrain Demonstrator)는 통합시동발전기(Integrated Starter Generator), ACT(Advanced Combat Transmission) 변속기, ACE(Advanced Combat Engine) 엔진 등으로 구성됨. 엔진과 변속기는 효율과 출력밀도를 높이는 방향으로 설계되었는데, ACE 엔진은 3기통 750마력, 4기통 1,000마력, 6기통 1,500마력 엔진을 구성할 수 있고, 2행정 대향피스톤 엔진으로 개발되어 출력밀도, 열 방출량, 연료소비율이 향상되었음. 여기에 결합되는 ACT 변속기도 전진/후진 32단으로 설계되어 동력 전달 효율이 90% 이상으로 크게 향상됨.
- 마일드 하이브리드 시스템의 예(STX엔진 SMV-H) -
APD는 엔진과 변속기 사이에 160kW 통합시동발전기(ISG)를 장착하는 마일드 하이브리드 시스템으로 구성함. ISG는 28V 배터리에서 공급된 전력으로 엔진을 시동하고, 이후 600V 고전압 발전기로 동작하여 체계 운용에 필요한 전력을 생산하며 배터리를 충전할 수 있도록 설계되었음. 고전압 전력 시스템을 운용하면 전력 손실을 최소화하고 케이블을 작게 만들 수 있는 장점이 있고, APU의 기능을 통합해서 추가 공간을 확보할 수 있음. 또, 엔진을 시동하지 않고도 소음과 열 방출을 최소화한 상태에서 장비를 운용할 수 있음. 다만 마일드 하이브리드 방식은 구조가 간단하지만 전기모터만 사용한 저소음 구동은 할 수 없는 단점이 있음.
국방과학연구소와 현대로템에서 개발하는 차세대 전차는 1,060마력(780kW)급 엔진에 340마력(250kW)급 전기모터를 결합한 합산출력 1,400마력급 병렬 하이브리드 추진시스템을 사용함. 기존 내연기관만 사용하는 파워트레인에 비해 저속 구간에서 고토크 성능을 구현해서 가속 성능을 크게 향상시킬 수 있고, 모터만 사용한 저소음 주행을 통해 생존성을 높일 수 있음. 향후 Block-II에서는 1MW 수소연료전지 파워팩 기반 완전전기추진시스템을 적용하기 위해 핵심기술을 개발 중임.
참고
ADVANCED POWERTRAIN DEMONSTRATOR (APD) INTEGRATION(2020 NDIA Ground Vehicle Systems Engineering Technology Symposium, '20.08.11~13)
U.S. ARMY COMBAT CAPABILITIES DEVELOPMENT COMMAND GROUND VEHICLE SYSTEMS CENTER (GVSC Industry Days 2022 – Ground Vehicle Power & Mobility)
https://blog.naver.com/jhst3103/222900336135
https://blog.naver.com/jhst3103/222995919936
https://blog.naver.com/seaseadam/223186573487
https://contents.premium.naver.com/jhst3103/sheldon/contents/230717031522685km
