1. 하이브리드(Hybirid) 자동차란?!
2개의 동력원(내연기관과 축전지)을 이용하여 구동되는 자동차를 말하며, 가솔린 엔진과 전기모터, 수소연소 엔진과 연료전지, 천연가스와 가솔린엔진, 디젤엔진과 전기모터 등 2개의 동력원을 함께 쓰는 차를 말합니다.
주로 가솔린 엔진과 전기모터를 함께 쓰는 방식을 많이 이용하고 있으며 많을 경우 유해가스를 기존의 차량보다 90% 이상 줄일 수 있고, 대도시의 공기와 주변 환경을 개선할 수 있으며, 교통통제·도로계획 등과도 잘 맞기 때문에 환경자동차(eco-car)로도 부릅니다.
하이브리드 자동차의 무게나 실내공간은 일반 자동차와 비슷하며 일반 휘발유 차에는 없는 전기모터나 배터리 등이 추가되는 반면, 시동모터나 제너레이터 등이 필요없습니다.
2. 하이브리드 자동차의 원리 및 작동방법
하이브리드 자동차에는 휘발유 엔진과 전기모터, 배터리가 함께 장착된다. 출발할 때는 전기모터만 작동합니다.
평지를 주행할 때는 엔진과 모터가 번갈아 돌아가며, 언덕길을 오를 때는 엔진과 모터가 함께 작동하되, 배터리에 저장된 전기에너지가 추가로 투입돼 출력이 강화됩니다.
그후 내리막길이나 감속할 경우 엔진이 정지되고 전기모터만 작동하게 되며 차가 주행하는 동안에 발생하는 운동에너지는 배터리에 저장됩니다.
전기배터리는 충전시킬 필요가 없으며 하이브리드 자동차의 배터리가 방전되면 휘발유 엔진이 작동해 차를 움직이고, 이 과정에서 배터리는 자동적으로 재충전 됩니다.
하이브리드 자동차의 배터리는 일반 휘발유 차의 배터리와는 전혀 다릅니다.
강한 전력을 발생시키고, 충전과 방전이 자유롭습니다.
현재 일본 업체들은 하이브리드 자동차의 배터리가 특별한 이상이 없으면 폐차할 때까지 수명이 지속된다고 밝히고 있으며 배터리의 수명은 자동차 회사의 하이브리드 자동차 양산 여부를 가름하는 잣대가 됩니다.
3. 하이브리드 자동차의 장단점
장점으로는 가속 시에 엔진이 가동되고 전기모터가 보조동력으로 작동되어 가속성을 증가시키는 매력이 있습니다.
감속할 때 전기모터가 스스로 충전되어 주행에 사용된다는 것인데 정차할 때도 엔진과 전기모터가 모두 정지되어 공회전으로 낭비하는 연료가 없기 때문에 연료 효율이 매우 좋습니다.
출발과 저속주행 시에 전기모터만 가동되어 엔진소음이 없는 것도 매우 큰 장점입니다.
단점으로는 적은 양이라도 약간의 가솔린이나 디젤을 사용하는 관계로 배기가스를 발생시키는 것도 완전 무공해 자동차는 아니라는 점, 그리고 생산원가가 높아서 대중화의 속도를 늦추는 원인으로 작용하고 있다는 점이 있습니다.
4. 하이브리드 자동차 종류 비교
|
하이브리드 자동차 종류 |
동력원 조합 |
하이브리드 메리트 |
|
하이브리드 전기자동차 |
전기모터 + 엔진 |
총 주행거리의확대
배터리중량의 경감
에너지 절약 |
|
하이브리드 회생자동차 |
엔진 + 회생시스템
전기모터 + 회생시스템 |
에너지 절약 저배출가스 |
|
하이브리드 가스터빈차 |
가스터빈 + 전기모터 |
가스터빈의 연료 다양성
열효율과 배출가스 특성 |
|
디젤전기보조식
하이브리드자동차 |
디젤 + 전기모터 |
고부하시 나오는 기체 억제 |
5. 하이브리드 자동차의 동향
|
국가 |
계획 |
동향내용 |
|
일본 |
정부차원의 계획은 없으나 도입지원 제정책을 실시 |
디젤.전기식 하이브리드버스
디젤.축전식 하이브리드버스(미쯔비시,닛산)
하이브리드전기마이크로버스(도요타)
하입브리드전기자동차(도요타)
모터쇼에 각사의 전시사례 있음 |
|
미국 |
PNGV 계획 |
연비를 '94년 모델대비 '98년 2배, 2004년 3배 계획, 빅3가 DOE와 계약하여 개발중 |
|
AFV 계획 |
DOE가 대체연료차 프로그램중에 EV,HEV 연구개발 |
|
선진연구계획청 |
21세기의 육군을 지원하는 전략기술의 하나로 EV/HEV를 상정, 이것을 지원 |
|
캘리포니아 |
하이브리드 전기자동차를 EZEV
(배출가스 제로로 평가된 자동차)로서 인정할 것을 결정했으나(95), 96년7월에 철회함 |
|
기타 |
DOT(운수성)등을 중심으로 도입지원책과 시험주행 계획 있음 |
|
유럽 |
하이젬(HYGEM)계획 |
유럽자동차기업 8사와 연구기관등이 참가하고 있는 범유럽적인 연구조직의 EUCAR에 의한 연구계획의 하나로서 HEV의 동비.지원하는 계획 ('94년부터 3년간) |
|
웰 계획(VERT) |
디젤엔진에 필적하는 소형가스 터빈을 개발, 이것을 사용한 하아브리드승용차를 개발한다. (목표 2003~05) |
|
내일의 자동차 계획 |
2003~05년을 목표로 한 EV/ZEV 개발계획 |
|
기업 각사 |
각사에서 전기자동차,하이브리드 전기자동차 개발 |
|
기타 |
프랑스, 스웨덴에서 실증 실험 |
하이브리드 자동차 시장은 일본이 장악하고 있습니다. 그 중 도요타는 1997년 세계최초로 내놓은 프리우스는 누적 판매대수 50만대를 훌쩍 넘기며 변함없는 인기를 자랑하며 업계1위를 고수하고 있습니다.
프리우스의 연비는 일본기준으로 35.5km/L, 미국기준으로 25.5km/L로 정말 좋습니다.
또 2006년 출시된 LEXUS RX400h는 272마력의 고출력인데도 연비가 12.9km/L이고, 최근 출시된 LEXUS LS600h는 경쟁모델 BMW760Li와 AUDI A8L 6.0쿼트로와 성능 면에서는 별 차이가 없지만, 연비가 9.5km/L로 다른 두 모델의 6.0km/L보다 60% 가까운 향상을 보입니다.
도요타의 뒤를 이어 혼다도 CIVIC HYBRID, ACCORD HYBRID를 앞세워 2008년 하이브리드 전용 부품공장이 본격적으로 가동되면 가격도 낮추고 생산량도 크게 늘일 것으로 기대하고 있습니다.
혼다 CIVIC HYBRID에는 최고출력 94/6,000 (ps/rpm), 최대토크 12.3/4,500 (kg.m/rpm)의 힘을 발휘하는 1.3L 직렬 4기통 SOHC 엔진이 장착되어 있습니다.
여기에 DC 브러쉬리스 전기모터를 병렬 방식으로 장착해 엔진 발진 및 가속 시 모터가 엔진 동력을 보조합니다.
혼다 측에서는 이러한 조합을 통해 하이브리드도 1.8L의 성능을 발휘한다고 밝혔습니다.
ACCORD HYBRID의 3.0L 휘발유 엔진은 240마력의 최고출력을 내고 전기 모터의 도움으로 최고출력이 255마력/6000rpm이며 최대토크는 5000rpm에서 나오는데 32.1kg.m에 이릅니다.
뒤늦게 뛰어는 포드도 ESCAPE HYBRID를 출시한 데 이어 연간생산량을 대폭 늘릴 계획이며 2008년 형 ESCAPE HYBRID는 연비가 약 15km/L가 나온다고 합니다.
우리나라의 경우는 기술이 미흡하여 시장형성까지는 주춤하고 있는 상태이며 2004년 공공기관으로 납품된 CLICK HYBRID 50대를 생산했고, 2005년부터VERNA와 PRIDE등 모델을 추가하여 2005년 312대, 2006년에 368대, 2007년 592대가 정부와 공공기관에 보급되었습니다.
5. 주요 하이브리드카 비교
이렇게 우리는 하이브리드카의 정의, 원리 및 작동방법, 장단점, 동향, 주요 하이브리드카 비교까지 알아보았습니다.
하이브리드 자동차가 유한한 자원과 환경보존의 측면에서 궁극적인 해답은 아닙니다.
하지만 지금까지의 연소기관보다 훨씬 좋은 효율과 훨씬 적은 배기가스 방출량으로 뚜렷한 해답이 나오기까지 최대한 자원을 덜 쓰고, 환경을 덜 오염시키는 방법임에는 분명합니다.
앞으로는 하이브리드카의 비중이 점점 더 높아질 것입니다.
조만간, 바로 옆에 하이브리드카가 지나간다면 더욱더 정감 있게 바라보도록 하면 좋겠습니다.
기술용어사전
c7cfc0ccbaeab8aeb5e5.jpg
