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안녕하세요 윤회장입니다!
오늘은 하이브리드 자동차에 대해 알아보려고 해요. 하이브리드 자동차는 전기와 가솔린 엔진을 함께 사용하는 차량으로, 환경을 생각하는 많은 분들에게 인기를 끌고 있죠. 그럼 하이브리드 자동차의 정의부터 시작해볼까요?
하이브리드 자동차란?
하이브리드 자동차는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 차량을 말합니다. 일반적으로는 가솔린 엔진과 전기 모터를 조합하여 사용하죠. 디젤엔진과 결합한 하이브리드도 있지만 대부분의 하이브리드 자동차는 가솔린엔진과 조합이 많이 됩니다. 이는 가솔린엔진의 최대토크값 발휘되는 구간이 높은 RPM을 추구하기 때문에 낮은영역의 RPM을 전기모터가 보조해주어 효율을 쉽게 높일 수 있기 때문입니다. 전기모터라는게 엑셀을 밟는 순간 최대 토크가 발휘되기 때문에 가능한 방법입니다. 하이브리드 자동차는 엔진 결합방식에 따라 마일드하이브리드와 풀 하이브리드로 나뉘고, 배터리역할에 따라 HEV(하이브리드 전기차), PHEV(플러그인 하이브리드 전기차), EV(전기차)로 나뉜다고 하는 것 같습니다.
엔진 결합 방식에 따른 분류
1. 마일드 하이브리드
마일드 하이브리드는 가장 전기를 적게 소모하는 하이브리드 자동차를 가리킨다고 합니다. 마일드 하이브리드는 엔진 옆에 조그마한 전기 모터가 장착되어 있으며, 자동차가 출발할때 일시적으로만 전기모터가 보조하는 형식의 하이브리드를 말한다고 합니다. 하지만 다른 하이브리드 차량 처럼 EV모드를 지원하지 않는다고 합니다. 보통 48v 마일드하이브리드를 흔히 볼 수 있으며 전기가 엔진동작에만 도움을 주는 것이 아니라 차량 내 모든 전기시스템에 48v 전기 시스템을 활용한다고 하네요. 그렇게 되면 엔진의 부하가 줄어들어 엔진 수명이 늘어나는 장점이 있습니다. 아무래도 다른 하이브리드 시스템 보다는 단순한 구조를 가지기 때문에 제조단가가 낮고, 고장날 위험이 적다고 합니다.
2. 풀 하이브리드
풀 하이브리드는 하이브리드 자동차의 대표적인 형태입니다. 내연기관과 전기모터를 모두 사용하여 주행할 수 있는 자동차를 말하며, 보통 저속주행시에는 전기 모터만으로 움직이고 고속주행시에는 내연기관이 작동해 주행을 하게 됩니다. 풀하이브리드는 도심에서 저속 주행시 가장 장점을 발휘합니다. 특히 한국 도로사정에 적합한 하이브리드 형태라고 생각이 되는데 그도 그럴것이 한국은 교통체증이 심해 가속과 정지를 반복합니다. 그럼 출발하거나 저속주행시에는 전기모터가 작동되기 때문에 연비와 배기가스 감소에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 30km 에서 50km 까지 속도를 올리는 것 보다 0에서 30km 까지 속도를 높일 때 연료가 더 많이 소모되기 때문에 연비에 이점이 있고, 풀하이브리드 방식이 한국도로사정에 딱 맞는다고 생각합니다.
배터리 역할에 따른 하이브리드 자동차의 종류
1. HEV(Hybrid Electric Vehicle, 하이브리드 전기차)
일반적인 하이브리드 차량을 의미하며, 내연기관과 전기모터를 동시에 사용하는 차량을 의미합니다. 다소 작은 용량이지만 출력 성능이 높은 배터리가 주행 중 엔진을 보조하기 위해 장착된 타입을 말하죠. 엔진 가속 시 출력을 보조하여 연비를 향상시키고 배기가스 발생 감소하는 역할을 합니다. 차량은 정지상태에서 가속 시 최초에 배기가스가 가장 많이 발생하는데 이때 전기모터가 보조를 해 주기 때문에 배기가스를 감소시킬 수있습니다. 이 다음에 말씀드릴 PHEV 와 가장 큰 차이점으로는 배터리를 외부요인에 의해 충전할 수 없고 차량의 회생제동이나 주행 중 엔진의 운동에너지를 전기에너지로 변환해 충전이 되는 방식입니다. 차량마다 전기모터로만 갈 수있는 주행거리는 다르지만 일반적으로 40km 정도라고 합니다.
2. PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, 플러그인 하이브리드 전기차)
플러그인 하이브리드 전기차(PHEV)는 이름 그대로 플러그를 꽂아서 충전을 할 수 있는 하이브리드 차량을 말합니다. HEV와 같이 회생제동이나 주행 중 충전을 하지만 HEV보다는 배터리 용량이 크고 모터의 힘이 강력하기 때문에 풀충전했을 경우 90~100km 내외 전기모드로 주행이 가능하다고 합니다. 정리하자면 HEV의 기능적인 부분은 유사하지만 배터리용량이 크고 외부에서 충전이 가능하기 때문에 전기모드 주행거리가 길다. 정도로 요약해서 알고 계시면 될 것 같습니다.
오늘은 하이브리드 시스템에 대해 알아보았는데요. 제가 글은 썼지만 자료를 아무리 찾아봐도 머릿속에서 명확해지지 않는 한가지가 있습니다. 풀하이브리드에 HEV와 PHEV는 포함되는가? 보통 자료를 보면 마일드, 풀, 플러그인 을 비교하거나 HEV와 PHEV를 비교하고 있습니다. 근데 알면 알수록 풀하이브리드에 HEV와 PHEV 는 포함되는 영역이 아닌가 싶습니다. 혹시나 이에 대해 자세히 아시는 분이 있다면 댓글 부탁드립니다.
공개적으로 글을 썼는데 명확하지 않은 정보가 된 것 같아 너무 부끄럽습니다. 하지만 읽으시는 모든 분들께서는 이 카테고리 자체가 저의 공부 영역이라는 것을 조금 양해를 해주셨으면 좋겠습니다. 많은 전문가분들의 조언과 관심 부탁드립니다.
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