그랜드 체로키 4xe의 핵심은 단연 플러그인 하이브리드 시스템을 탑재한 파워트레인이다. 그랜드 체로키 4xe에는 2개의 전기 모터, 400V 배터리팩, 터보차지 4기통 엔진, 8단 자동변속기를 장착했다. 보닛 아래 자리한 2.0L 가솔린 터보 엔진은 272마력과 40.8kg.m의 토크를 내뿜으며 전기 모터의 도움을 받아 합산 출력 375마력을 발휘한다. PHEV 모델인 만큼 공차중량이 2,555kg에 달하지만 모자람 없는 파워다.
그랜드 체로키 4xe에 탑재된 플러그인 하이브리드 시스템은 랭글러 4xe 시스템과 형제라 할 수 있다. 덕분에 가솔린 엔진, 전기 모터가 모두 힘을 낼 때에는 여느 차량이 부럽지 않은 우수한 출력, 풍부한 토크를 느낄 수 있다. 여기에 15.03kWh의 배터리를 통해 약 33km의 거리를 전기의 힘만으로도 달릴 수 있다. 공인 연비는 12.0km/L(도심 : 8.2 ㎞/ℓ 고속 : 9.7 ㎞/ℓ 가솔린, 전기 복합)이며 개별 효율성은 8.8km/L와 2.3km/kWh다.
그랜드 체로키 4xe의 주행모드로는 🔼하이브리드 모드 🔼EV 모드 🔼E-SAVE 모드 등 세 가지가 있다. 하이브리드 모드는 엔진과 모터의 힘을 결합해 즉각적인 토크와 안정적인 가속 성능을 제공하고, EV 모드에서는 배기가스를 거의 배출하지 않으면서 폭발적인 가속 성능을 경험할 수 있는 장점이 있다. E-SAVE 모드는 전기를 절약하기 위한 모드로서 엔진만으로 주행한다.
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