하이브리드카, 어디까지 알고 계신가요?

입력 : 2016.12.26 18:42

친환경차로 불리는 하이브리드카(HEV: Hybrid Electric Vehicle)는 가솔린이나 디젤 엔진에 전력 모터를 함께 장착한 자동차를 말한다. 특징은 브레이크를 밟거나 정차할 때 낭비되는 운동에너지를 전지에 모았다가 모터를 돌려 연비를 높이고 배출가스도 줄여준다.

올해 내수시장에서 하이브리드카는 판매량이 66% 증가하며 눈부신 성장세를 기록했다. '디젤게이트' 여파로 친환경차를 찾는 수요가 늘었을 뿐만 아니라 기아차 니로와 현대차 아이오닉 등 신차 효과에도 힘입었다는 평가다. 국산차 시장에서는 기아차 니로, 수입차 시장에서는 렉서스 ES300h가 판매량 증가세를 견인했다.

판매량이 증가하면서 점점 더 대중화가 됐지만, 아직도 몇몇 운전자들은 정작 어떤 종류의 하이브리드카가 국내에 판매되고 있고, 종류에 따라 어떻게 다른지 알지 못하는 경우가 허다하다. 이에 국내에 판매되고 있는 하이브리드카에는 어떤 종류가 있으며 종류에 따라 어떠한 장단점을 가졌는지 등 자세히 알아보자.

 

기아차 니로 / 기아차 제공

국내에 판매되고 있는 하이브리드카 종류

하이브리드카 시장이 성장한 만큼 국내에서도 많은 하이브리드카들이 판매되고 있다. 국내 자동차업체의 경우는 기아차 니로, 현대차 아이오닉 하이브리드, 현대차 쏘나타 하이브리드 등이 대표적이며, 수입 자동차업체의 경우는 토요타 프리우스, 렉서스 ES300h 등이 있다.

 

쉐보레 볼트 / 한국지엠 제공

하이브리드 시스템

하이브리드 시스템은 동력 전달 방식에 따라 크게 직렬형, 병렬형, 직병렬 혼합형으로 나눈다. 직렬형은 주로 전기 모터만 사용해서 자동차를 움직이고, 엔진은 주로 배터리 충전방식이다. 이 방식은 내연기관이 발전기 역할만을 하고 전기 에너지만을 이용해서 모터를 구동해 자동차를 운행한다. 특징은 내연기관이 발전기의 역할만을 수행하기 때문에 배기량이 그렇게 크지 않아도 되고, 최근에는 배터리의 발달로 인해 플러그인 개념이 도입돼 가정의 전기를 이용해서 배터리를 충전해 사용할 수 있어 가솔린을 전혀 태우지 않고도 일정 기간 주행을 할 수 있는 장점이 있다. 하지만 구동력이 전부 모터로 전달되기 때문에 모터와 배터리가 대형이고 중량이 커서 원가와 공간 면에서 불리하다는 단점이 있다.

한국지엠(GM)이 카셰어링(차량 공유) 업체를 통해 한국에서 선보이겠다고 밝힌 2세대 '볼트'가 여기에 해당한다.

 

기아차 니로 / 기아차 제공

병렬형은 주로 엔진을 이용해 자동차를 구동하면서 전기 모터가 보조 역할을 하는 방식이다. 이 방식은 많은 힘을 필요할 때 배터리에서 전기 에너지를 가져와 모터를 구동하는 힘과 엔진의 구동력을 합해 큰 출력을 낼 수 있고 저속구간에서는 전기 에너지만을 이용해 주행할 수 있다. 100% 전기 에너지를 이용해 구동하지 않기 때문에 일반 내연기관 자동차를 몰던 운전자들에게 운전의 이질감이 없으며 일반주행에서도 큰 불편함 없이 운행할 수 있다. 또한, 모터는 구동력을 발생하지 않을 때 발전기가 되어 배터리를 충전하고, 엔진이나 모터 어느 쪽에서 구동되더라도 전기를 충전하면서 주행이 가능한 장점이 있다. 하지만 동력 교체 시 난점이 있고 엔진룸에 장착이 어려운 단점이 있다.

기아차 니로, 현대차 아이오닉 하이브리드, 현대차 쏘나타 하이브리드 등이 대표적이다.

 

토요타 프리우스 / 한국토요타자동차 제공

직병렬 혼합형은 한 개의 엔진과 두 개의 모터로 구성돼 직렬형과 병렬형의 기능을 모두 가지고 있는 방식이다. 이 방식은 모터가 두 개 장착돼 있고, 그중 한 개의 모터는 엔진에 의해 전기를 발전한다. 여기서 나온 전기는 배터리를 충전하거나 2번째 모터를 구동하는데 사용된다. 또한, 엔진, 모터 및 발전기의 동력을 분할·통합하는 유성기구를 채택해 효율적으로 동력을 분배하며 회생 제동 효율이 우수하고 연비가 좋은 장점이 있다.

토요타와 렉서스 하이브리드카에 적용되고 있다.

기아차 니로 / 기아차 제공

하이브리드카 운전법

하이브리드카는 일반적으로 출발이나 저속 주행 시 또는 정지 시 불필요한 연료 소모를 줄이고, 감속할 때의 운동 에너지를 전기로 바꿔 저장해 동력으로 활용하는 방식이다. 기아차 니로 모델로 자세히 설명하면, 시동을 걸면 엔진이 먼저 돌아가지 않고 구동에 필요한 전기 모터 전원이 먼저 들어온다. 이는 병렬형 하이브리드의 특징이다. 따라서 출발 준비가 됐다는 것을 인지하려면 계기판에 'READY'라는 녹색 표시를 확인해야 한다. 천천히 주행을 시작하면 출발 초기 저속 단계에서는 전기차 모드로 전기 모터 힘만 바퀴에 전달되고 엔진은 반응하지 않는다. 이때 연비 효율은 크게 높아진다. 하지만 전기 모터만의 힘으로 자동차를 움직이는 게 한계가 온다면 엔진이 돌아가기 시작한다. 고속 주행 시에는 저속보다 더 큰 힘을 필요로 하기 때문에 엔진과 전기 모터가 동시에 돌아간다. 또한, 자동차가 움직이는 동안 배터리는 충·방전을 거듭하고, 탄력 주행이 이뤄지는 구간에서는 전기차 모드도 다시 활성화되는 것이다.

이런 방식으로 움직이는 하이브리드카는 연비를 제대로 내려면 일반 가솔린, 디젤 자동차와는 다른 운전법이 필요하다. 핵심은 연료가 아닌 전기로 움직이는 구간을 최대한 늘리는 것이다. 또한, 급가속을 피해 엔진 시동을 최대한 줄이고, 감속 시에는 전방의 적색 신호등 등을 보다 일찍 파악해 브레이크에 보다 오랫동안 발을 올려놓음으로써 더 많은 전기를 충전해야 하이브리드카의 장점인 높은 연비를 실현할 수 있다.

기아차 니로 / 기아차 제공

하이브리드카 효과

하이브리드카는 기존 내연기관 자동차에 비해 적게는 30%에서 많게는 100% 더 높은 연료 효율을 자랑한다. 또한, 매연, 질소 산화물 등이 50~90% 가량 적게 나오기 때문에 친환경 자동차의 일종이라 할 수 있다.

가격이 비싸지만 여러 세제 혜택이 많은 하이브리드카는 주행거리가 많고 자동차를 얌전히 모는 운전자에게 경제적인 효과를 볼 수 있다. 하지만 집 근처 주변에서만 주행하거나, 속도를 즐기는 운전자라면 일반 가솔린, 디젤 자동차를 추천한다.