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페라리 F80


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페라리의 한정판 미드십 슈퍼카
라페라리 F80 -
파일:페라리 로고.svg
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1. 개요2. 특징
2.1. 파워트레인
2.1.1. 엔진2.1.2. 하이브리드 시스템
2.2. 공기역학2.3. 차체2.4. 동역학 성능
3. 제원4. 기타5. 경쟁 모델6. 둘러보기

1. 개요

페라리 F80: 페라리의 새로운 슈퍼카

페라리 공식 소개문

이탈리아의 스포츠카 제조사 페라리가 자사 창립 80주년을 기념하여 2024년 10월 17일에 마라넬로에서 공개한 미드십 6기통 하이브리드 슈퍼카로[1], 라페라리의 후속 모델이며 799대 한정 생산된다.

2. 특징

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F80

2.1. 파워트레인

F80은 기본적으로 하이브리드 파워트레인을 채택하고 있으며, 페라리가 그동안 포뮬러 1WEC에서 축적한 모터스포츠 기술이 파워트레인 전반에 대거 적용되어 있다. 3.0L V6 트윈터보 엔진과 3개의 전기모터 그리고 2.28 kWh 용량의 860V 고전압 배터리로 구성되어 있고, V6 트윈터보 엔진이 900마력을, 전방 차축에 위치한 2개의 전기 모터와 후방에 위치한 모터가 300마력을 더해 시스템 합계 출력 1,200마력을 발휘하며 이로 인해 0-100km/h 가속 성능이 2.15초에 불과하고 최고 속도는 350km/h에 달한다.

2.1.1. 엔진

페라리는 F80에 F163 엔진의 최신 개량형인 F163CF 엔진을 새롭게 탑재했다. 2,992cc의 배기량에 트윈터보를 가지고 있는 이 엔진은 최고출력 900마력으로 역대 페라리 양산차 중에서 리터당 출력이 300마력으로 가장 높은 수치를 가지고 있다. F163CF 엔진은 르망 24시에서 2연패를 달성한[2] 동사의 LMH 레이스카인 499P의 F163 엔진과 엔진 블럭, 크랭크 케이스, 타이밍 시스템 그리고 연료 계통 등 많은 부분에서 동일한 아키텍처를 공유하고 있는데, 모터스포츠에서 파생된 기술이 대거 적용된 만큼 레이스용 엔진에 준하는 스펙을 가지고 있다.

어떠한 조건에서도 최상의 성능을 발휘해야 하는 만큼 페라리는 엔진의 모든 요소들을 극한까지 끌어올렸으며, 이를 위해 점화 및 연료 분사 타이밍, 가변 밸브 타이밍 시스템을 개선했고 노킹 제어 방식을 새롭게 변경해 연소실의 압력을 296 GTB 대비 20%까지 높였다고 한다. 350bar의 분사압을 가지는 GDI 인젝터는 최적의 성능과 혼합비를 위해 연소실 중앙에 배치되었고, 다중 분사 방식을 채택해 배출가스 규제를 준수하면서도 최고의 성능을 낼 수 있도록 만들어졌다. 흡·배기 통로 역시 유체 역학적 디튜닝을 가해 저항을 줄이고 공기와 연료의 혼합물이 충분히 냉각될 수 있도록 길이가 짧아졌으며, 연소실에서 더 많은 터뷸런스가 발생할 수 있게끔 설계되었다. 흡·배기 캠 프로파일 또한 유체 역학적 효율을 극대화하고 엔진의 회전수를 끌어올리기 위해 새롭게 설계되었으며, 덕분에 F163CF 엔진은 터보 엔진임에도 불구하고 고성능 자연흡기 엔진 수준의 9,000rpm이라는 높은 최고 회전수를 달성했다.

터보차저는 배기가스 스트림의 에너지를 회수해 전력을 공급하고, 배터리에 충전된 전기로 모터를 구동시켜 컴프레서를 회전시키는 MGU-H 유닛인 e-터보를 채택했다. e-터보를 통해 낮은 속도에서 발생하는 터보랙을 대폭 감소시키고, 중-고속 영역에서 최대 출력을 발휘하게 만듦과 동시에 응답 속도의 현저한 개선도 얻을 수 있었다고 한다.

인코넬 소재를 사용한 배기 매니폴드는 압력 손실을 최소화하고 V6 엔진 특유의 사운드를 강조하기 위해 설계되었으며, 3개의 매트릭스 형태로 이루어진 배기라인은 발표 당시의 배출가스 기준인 유로6E 뿐만 아니라 미래의 배출가스 규제까지 고려해 설계되었다고 한다. 다이캐스팅 방식으로 제작된 크랭크샤프트는 열간 단조 크랭크핀을 가지고 있으며, 점화 순서를 1-6-3-4-2-5로 배치해 페라리 특유의 사운드를 강조한다. 연소실의 높은 압력과 열 부하를 견디면서 무게도 줄일 수 있도록 알루미늄 재질의 피스톤도 새롭게 디자인 되었으며, 피스톤 핀을 DLC 코팅으로 마감하고 피스톤 핀과 커넥팅 로드 사이에 새로운 유로(油路)를 만들어 윤활성도 향상시켰다.

무게 중심을 낮추기 위해 드라이섬프 윤활 시스템과 더 작은 직경의 플라이휠[3]을 적용했다. 관성 모멘트를 줄이기 위해 티타늄 커넥팅 로드를 적용하고 크랭크샤프트 웹과 카운터 웨이트도 경량화가 이루어졌다. 엔진의 경량화를 위해 엔진 블럭과 크랭크케이스 그리고 측면 커버를 비롯한 다수의 부품들을 재설계했으며 모든 나사에 티타늄 볼트를 적용했다. 덕분에, F80의 F163CF 엔진은 296 GTB의 F163BC보다 출력은 237마력 증가했지만 무게는 감소하는 결과를 얻을 수 있었다.

2.1.2. 하이브리드 시스템

F80의 파워트레인은 3개의 전기 모터를 가지고 있으며, 전방 차축에 2개의 모터가 나란히 위치하고 좌석 후방에 위치한 엔진에 1개의 모터가 위치하는데, 해당 모터들은 페라리 최초로 개발부터 생산에 이르는 전 과정이 마라넬로 본사에서 진행되었다고 한다. PHEV 시스템이 아닌 풀 하이브리드 시스템이기 때문에 SF90 스트라달레와는 다르게 전기 모터 단독으로 주행은 불가능하다.

페라리는 모든 모터에 자속 밀도(Magnetic flux density)를 극대화하고, 무게와 관성 모멘트를 최소화하기 위해 로터와 스테이터를 할바흐(Halbach) 구조로 배열함과 동시에 모터의 회전수를 30,000rpm까지 끌어올리기 위해 탄소섬유 마그넷 슬리브를 적용했는데 이는 모두 포뮬러 1 레이스카 파워유닛의 MGU-K에서 파생된 솔루션이다.[4] 집중권 방식의 권선법을 채택해 권선에 사용되는 구리의 무게를 줄였고, 권선을 단일 코일[5]이 아닌 다수의 얇은 에나멜선을 꼬아 만든 리츠 와이어를 이용하여 표피 효과[6]를 줄임과 동시에 와이어의 전체 단면에 전류가 균일하게 흐르도록 유도해 손실을 최소화한다. 또한, 스테이터의 모든 부품을 수지로 코팅해 열 관리를 개선했다.

하이브리드 시스템의 DC-DC 컨버터는 고전압 배터리로부터 받은 직류 전기를 액티브 서스펜션이나 e-터보에 쓰이는 48V 전기와 차량의 전자 제어 장치 및 전장에 전기를 공급하는 12V 전기로 변환한다. 컨버터가 딜레이 없이 즉각 전류를 변환하고 98%에 달하는 변환 효율을 내는 덕분에 별도의 48V 배터리를 사용하지 않아 무게를 줄이고 전체 시스템 레이아웃의 단순화를 도모했다.

고전압 배터리에서 생성된 직류 전기를 교류로 변환해 전기 모터에 공급하는 인버터는 전방과 후방 모터에 각각 위치한다. 전방 모터 2개의 전력을 변환하고 제어하는 데 사용되는 인버터는 총 210kW의 전력을 차축에 전달할 수 있다. F80의 인버터는 차축에 직접 통합되어 있으며, 무게가 9kg에 불과해 SF90 스트라달레의 인버터 보다 무게가 더 가볍다. 후방 전기모터(MGU-K)에 사용되는 인버터는 엔진 시동과 고전압 배터리 충전을 위한 에너지 회수, 특정 동적 조건에서 엔진 토크 보완이라는 세 가지 기능을 수행한다. 회생 모드에서는 최대 70kW의 전력을 생산할 수 있으며, 엔진을 보조하는 상황에서는 60kW의 출력을 제공한다. 두 가지 인버터는 페라리 파워 팩이라 불리는 FPP 시스템에 통합되어 있다. FPP는 전력 변환에 필요한 모든 요소를 통합한 전력 모듈로, 6개의 실리콘 카바이드(SiC) 모듈과 드라이버 보드, 전용 냉각 시스템으로 구성되어 있다.

2.28kWh 용량의 고전압 배터리는 39.3kg의 무게와 242kW의 최대 출력 그리고 6.16kW/kg의 에너지 밀도를 가지고 있으며 204개의 셀이 직렬로 연결되어 3개의 서브 모듈로 구성된다. 배터리는 포뮬러 1에서 파생된 기술로 배터리 셀과 모노코크 케이스에 탄소섬유를 적용하고 무게와 부피를 최소화한 셀 투 팩(cell-to-pack)으로 설계됐다. 배터리 팩은 엔진룸의 하단에 위치해 차량의 무게 중심을 낮추고 모든 전기 및 유압 회로 커넥터는 케이블과 호스의 길이를 최대한 줄이기 위해 배터리 팩에 내장되어 있다.

2.2. 공기역학

F80은 250km/h에서 최대 1,050kg의 다운포스를 생성한다. 이 중에서 460kg의 최대 다운포스를 생성하는 전면부는 포뮬러 1과 WEC에서 사용되는 공기역학 컨셉트를 차용했는데, 노즈 중앙부에 위치한 프론트 윙과 S-덕트 내부에 있는 2개의 플랩이 결합해 3개의 수평 날개 구조인 트라이플레인(Triplane)을 구성한다. 이 구성은 499P에서 차용한 곡률과 블로어 슬롯[7]이 반영되어 있다. 차량 전면부의 공기역학 효율에 결정적인 역할을 하는 것은 S-덕트와 중앙부의 높은 킬[8]이 시너지를 이루는 트라이플레인의 작동방식인데, 이를 통해 윙으로 향하는 공기 흐름이 차단되는 것을 최소화한다.

이로 인해, 차체 하부와 범퍼를 통과하는 공기 흐름이 급격히 수직으로 팽창하며 덕트 안에서 프론트 보닛 쪽으로 방향을 바꿔 강한 업워시(Upwash)를 발생시키고 차체 하부에 강력한 저압 영역을 형성한다. 이 기류는 차량 전면부에서 생성되는 최대 다운포스인 460kg 중에 150kg을 차지하지만, 지상고 변화에 매우 민감하게 반응한다. 그래서 차량의 공기역학적 균형은 액티브 서스펜션 시스템인 FASS에 의해 유지되는데, 시스템은 차체 자세를 실시간으로 제어하고 주행 조건에 따라 차체 하부와 노면 사이의 간격을 조정하는 역할을 한다.

차량 후방에 위치한 리어 윙과 디퓨저는 250km/h에서 590kg의 최대 다운포스를 만들어낸다. 디퓨저의 공기역학 성능을 극한으로 끌어올리기 위해 엔진과 기어박스 유닛을 Z축으로 1.3° 기울였고, 리어 섀시와 서스펜션의 개별 구성 요소를 재설계했다. 디퓨저의 상향 곡률의 시작점을 앞으로 이동시켜[9] 길이가 1,800mm에 이르는 디퓨저를 만들어냈는데, 이로 인해 차량 하부에 거대한 저압 영역이 형성되어 상당한 양의 공기가 차체 하부로 흡입될 수 있도록 한 덕분에 최대 285kg의 다운포스가 디퓨저에서 만들어진다.

리어 윙은 F80이 다양한 주행 상황에 대응할 수 있도록 돕는 어댑티브 에어로 시스템에 의해 작동된다. 리어 윙은 차량 제어 시스템에 의해 실시간으로 모니터링되고 시스템은 가속, 속도, 스티어링 각도 등 운전자의 요구에 따라 다운포스, 공기역학적 균형, 항력 사이에서 최적의 조합을 결정하고 액티브 서스펜션과 능동 공기역학 시스템에 가장 이상적인 상태를 구현하도록 명령한다. 리어 윙의 구동 시스템은 윙의 높이와 받음각(AOA)을 연속적, 동적으로 제어하여 다운포스와 항력을 정밀하게 조절한다. 제동, 턴인, 코너링 시 사용되는 하이 다운포스 모드에서는 리어 윙이 11°의 받음각을 유지하고, 250km/h에서 180kg 이상의 다운포스를 생성한다.

2.3. 차체

F80은 프리프레그 공정으로 제작된 카본 모노코크 바디를 가지고 있다. 탑승자를 보호하는 구조물인 셀과 루프는 탄소섬유를 비롯한 복합 소재로 제작되었고, 알루미늄 재질의 전후방 서브프레임은 섀시에 티타늄 볼트로 고정되어 있다. 후방에는 배터리를 탑재할 수 있는 추가 알루미늄 서브프레임이 있으며, 후방 서브프레임에 볼트로 고정되어 있다.

도어 실(Sill)을 구성하는 튜브와 루프 역시 모두 탄소섬유로 제작되었는데, 포뮬러 1에서 유래한 듀얼 튜블러 블래더(Dual tubular bladders) 공법으로 만들어졌으며 내부에 탄소섬유로 구성된 Rohacell과 Nomex 샌드위치 패널을 사용했다.

라페라리처럼 버터플라이 도어를 적용했는데 이중 회전축 힌지 메커니즘을 적용해 수직에 가까운 각도로 도어가 열린다. 도어의 하부 구조는 측면 충돌시 충격을 흡수하는 구조로 이루어져있으며, 특수 고성능 탄소섬유가 적용되었다.

2.4. 동역학 성능

일반 도로와 트랙의 모든 조건에서 차량의 동역학 성능을 관리하기 위해 페라리는 F80에 액티브 서스펜션 시스템(FASS)을 도입했다. 해당 시스템은 멀티매틱과 협업하여 만들어졌으며, 푸로산게의 액티브 서스펜션과 유사한 시스템이지만[10] F80의 특성에 맞게 처음부터 다시 설계되었다. FASS 시스템은 4개의 48V 모터로 작동하는 독립식 서스펜션과 인보드 방식의 액티브 댐퍼, 3D 프린팅 적층 제조 기술로 제작된 어퍼 위시본을 특징으로 한다. 페라리 양산차에 최초로 적용된 이 시스템은 최적화된 레이아웃과 더욱 정밀한 휠 제어, 현가하질량 감소, 스태빌라이저 제거, 그리고 전용 캠버 각도 보정 기능 도입 등 여러가지 장점을 제공한다.

저속에서는 시스템이 기계적 균형과 무게 중심 제어를 우선에 둔다. 속도가 증가하면 차고 제어 시스템이 액티브 에어로 시스템과 함께 작동해 코너링 상황에서의 공기역학적 균형을 최적화한다. 예를 들어, 급제동이나 커브 구간에 진입할 때와 같은 상황에서 차고 제어 시스템이 변화를 최소화하여 하중이 앞으로 쏠리는 노즈 다이브를 방지한다. 코너링 중에는 시스템이 다운포스를 증가시켜 최적의 균형을 유지한다. 차량이 커브 구간을 벗어나 가속을 시작하는 상황에서는 무게가 뒤로 쏠리는 경향을 조절해 네 바퀴 모두에서 트랙션과 안정성을 보장한다.

F80은 전자 제어 장치들을 통합 제어하는 SSC 시스템이 9.0 버전으로 업그레이드 되었다. SSC 9.0은 통합된 FIVE(Ferrari Integrated Vehicle Estimator) 덕분에 보다 향상된 성능을 발휘한다. 이 새로운 시스템은 차량에 설치된 센서로 수집한 매개변수를 활용해 차량의 동작을 가상으로 재현하는 일종의 수학적 모델이다. SSC 9.0은 이전 세대 모델에서도 가능했던 요각[11]을 실시간으로 계산하는 것은 물론, 요각을 각각 1°와 1 km/h 미만의 오차로 계산해 무게 중심의 속도를 추정한다.

F80의 브레이크 시스템에는 브렘보와 협력하여 개발된 CCM-R 플러스 카본 세라믹 디스크가 도입됐다. CCM-R 플러스 디스크는 연속된 탄소섬유를 사용해 디스크에 3D 다방향 구조의 매트릭스를 형성하여 이전 세대 솔루션보다 기계적 강도는 100%, 열전도율은 300% 향상되었다.[12] 디스크의 표면 마찰층은 특수 실리콘 카바이드(SiC) 코팅으로 처리되어 내마모성이 뛰어나고 극한의 상황에서도 안정적인 마찰계수를 제공한다. 이 디스크는 새로운 특수 컴파운드를 사용한 브레이크 패드와 함께 제공된다. 디스크의 이중 냉각 채널과 내부의 기하학적 환기 구조는 역시 포뮬러 1에서 파생된 것으로, 전산 유체 역학(CFD) 기법으로 설계되어 열 교환 면적은 더 넓어지고 냉각 성능은 한층 더 강화되었다.

타이어는 미쉐린과 공동 개발한 파일럿 스포츠 컵 2와 파일럿 스포츠 컵 2 R 두 가지의 타이어가 285/30/20(앞) 및 345/30/21(뒤) 사이즈로 제공된다. 파일럿 스포츠 컵 2 R 타이어는 모터스포츠 등급의 특수 배합 컴파운드를 적용해 트랙에서 최대의 접지력과 그 일관성을 보장한다.

==# 공개 이전 정보 #==
여러가지 루머에 따르면 기존의 V12 자연흡기 엔진이 아닌 V6 엔진에 3개의 모터를 종합한 하이브리드 파워트레인의 채택이 유력하며, 차명으로는 F80이라는 명칭이 예상되고 있다.

3. 제원

F80
<colbgcolor=#D40000><colcolor=#fff> 제조국가 및 제조사 이탈리아, 페라리
섀시코드 F250
생산모델 쿠페
최초생산년도 2024년
생산대수 799대
차량가격 390만 달러[13]
엔진 페라리 F163CF
엔진형식 V6 트윈터보
배기량 2,992cc
연료 휘발유(RON 98), 하이브리드
시스템 출력 1,200PS
최고출력 900PS / 8,750rpm
최대토크 86.7kg.m / 5,550rpm
최고회전수 9,000rpm[14]
압축비 9.5:1
변속기 8단 DCT
구동방식 MR 기반 4WD
모터(전방)[15] 142ps / 121Nm
650 - 860V
30,000rpm
모터(후방) MGU-K
95ps회생제동 / 81ps엔진보조
45Nm
650 - 860V
30,000rpm
배터리 2.28 kWh / 860V
가속성능 2.15초0→100km/h
5.75초0→200km/h
제동거리 28m100→0km/h
98m200→0km/h
최고속도 350km/h
전장 4,840mm
전폭 2,060mm
전고 1,138mm
축거 2,665mm
윤거 1,701mm(앞)
1,660mm(뒤)
타이어 285/30R/20
345/30R/21
전륜 서스펜션 더블 위시본 서스펜션 - 인보드 타입 쇽업소버
후륜 서스펜션 더블 위시본 서스펜션 - 인보드 타입 쇽업소버
전륜 브레이크 V디스크408x38
후륜 브레이크 V디스크390x32
승차인원 2명
연료탱크 63.5ℓ
트렁크 35ℓ
건조중량 1,525kg

4. 기타

5. 경쟁 모델

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[1] 페라리는 공식적으로 하이퍼카라는 단어를 쓰지않고 288 GTO부터 현재까지 계승되는 라인업을 '슈퍼카' 시리즈로 지칭한다.[2] 2023, 2024[3] 엔진 설계 시 가장 먼저 설계된 부품이다.[4] 카본 슬리브는 테슬라 모델 S 플래드의 모터에도 이용된 바 있다.[5] 일반적으로 전기차의 모터는 U자 형태의 사각형의 두꺼운 코일을 슬롯에 끼우는 헤어핀 권선을 이용한다.[6] Skin Effect, 도체에 교류 전류가 흐를때 주파수가 높아지면 전류가 도체의 중심이 아닌 표면에 흐르는 현상. 전류가 흐르는 단면적이 줄어드므로 저항이 커지게 된다.[7] Blower slots, 공기 흐름을 조절하기 위해 사용되는 슬롯[8] Keel, 배의 용골처럼 생긴 차량의 중앙부 아래쪽 구조[9] 디퓨저에서 다운포스가 가장 많이 발생하는 부분은 곡률이 시작되는 부분이다. 그렇기 때문에 레이스카들은 다운포스의 이점을 최대한 얻기위해 그 시작점을 리어 액슬과 최대한 가깝게 위치하도록 설계하는데 F80의 이러한 조치들 역시 마찬가지로 같은 이유에서다.[10] 둘 다 멀티매틱의 TASV 댐퍼에 기반한다.[11] Yaw angle, 수직축을 기준으로 회전하는 각도[12] 페라리 296 GTB의 원메이크 레이스카인 296 챌린지도 브렘보의 CCM-R 플러스 디스크를 탑재하고 있고, 애스턴 마틴 발키리나 테슬라 모델 S 플래드의 트랙 패키지도 동등한 수준의 세라믹 디스크를 채택했다. 다만, 두 차량은 브렘보가 아닌 영국의 Surface Transforms에서 납품받는다.[13] 한화 53억 2935만원(2024년 10월 18일 기준 환율)[14] 퓨얼컷은 9,200rpm에서 작동된다.[15] 전방 차축에 2개를 탑재한다.[16] 실제로, 해외 반응을 보면 '이 차량은 페라리 6칠린드리라고 이름 지어야 한다', '가족용 SUV한 단계 아랫급 차량에는 12기통 넣어줬으면서 왜 F80에는 6기통을 넣은 것인가?', 'F80 후속작 F90에 들어갈 4기통 엔진이 기대된다', '라페라리 중고 가격 급등하겠네'라는 조롱 댓글이 많다.[17] 이는 하이브리드 자동차에 대한 서구권의 부정적인 인식도 한몫한다.