하이브리드 자동차 장단점 및 혜택

연비와 환경을 위해 개발된 하이브리드 자동차는 엔진과 전기모터 동력을 조합하여 구동하는 자동차입니다. 친환경차에 대한 관심이 늘어나고 있고 연비가 좋고 조용하다는 장점이 있는 하이브리드 자동차는 찾는 사람들이 늘어나고 있는 추세입니다. 하이브리드 자동차 장단점 그리고 하이브리드 자동차 혜택에 대해 알아보도록 하겠습니다.

하이브리드 자동차

'혼합의'라는 뜻을 가지고 있는 하이브리드는 엔진과 모터 두 가지를 혼합하여 사용한다는 의미입니다. Hybrid Electric Vehicle을 줄여 HEV라고도 부릅니다. 하이브리드 자동차의 구성품으로는 엔진과 모터, HSG, 고전압 배터리팩, HPCU가 있습니다.

HSG : 하이브리드 시동발전기
HPCU : 하이브리드 차량을 콘트럴 하는 유닛

하이브리드 자동차의 종류에는 직렬과 병렬 그리고 직병렬 방식이 있습니다. 직렬방식에서 엔진은 발전기를 구동하여 오로지 배터리를 충전하는 용도로만 쓰입니다. 그렇기 때문에 효율이 떨어져 요새는 거의 사용하지 않습니다. 엔진과 모터의 힘으로 차가 움직이는 병렬방식은 출력면에서 좋습니다. 그러나 항상 엔진과 함께 돌아 야하기 때문에 전기로만 갈 수는 없습니다. 그래서 직병렬 방식이 나왔는데 모터와 발전기 2세트가 들어있어 효율적으로 움직이다 보니 연비효율이 높아집니다. 그러나 고장이 날 경우 수리비가 비싸다는 단점이 있습니다. 참고로 현대자동차의 병렬방식은 모터 2개를 사용하면서 직병렬 방식과 유사합니다.

하이브리드 자동차 구동방식

출발과 저속 주행 시에는 엔진의 가동 없이 모터 동력만으로 주행합니다. 그렇기 때문에 연료 소모가 없고 전기차처럼 조용합니다. 가속주행이나 오르막길처럼 힘이 많이 필요할 경우에는 엔진과 모터를 동시에 구동하여 강력한 힘을 제공합니다. 정속 주행 시 엔진이나 모터로 구동되는데 배터리 충전량이 적다면 엔진 구동량을 늘려 충전합니다. 감속 시 엔진을 정지하고 회생제동 시스템을 통해 배터리를 충전합니다.

배터리 충전은 '회생제동'이라는 방식으로 이루어집니다. 그 원리는 감속 시 브레이크를 밟으면 모터가 발전기로 전환되어 배터리에 충전하는 방식입니다. 회생 제동으로 충전된 전기를 다음과 같은 전기차 모드 구간에서 사용합니다

하이브리드 자동차 전기차 모드 구간

초기 출발 - 전기모터
서행 - 전기모터
저속 정속 주행, 60-70km - 전기모터
일부 고속 정속 주행, 100km - 전기모터
고속 주행 - 엔진 사용

그러나 전기차 모드 구간이라 하더라도 회생제동(감속)을 통해 배터리가 충전되지 않았을 때, 일반 내연 기관 엔진을 사용합니다.

하이브리드 시스템에 통제를 받는 배터리는 보통 완충되지 않고 2/3 정도가 충전되면 적극적으로 주행에 개입하여 연비를 향상합니다. 그러나 배터리가 2/3 상태로 줄어들면 다시 엔진을 쓰기 시작합니다. 그렇기 때문에 회생제동을 통한 배터리 충전이 필요합니다.

하이브리드 차량의 연비효율을 높이는 구간

감속운전이 많은 구간 - 회생제동이 많아 배터리 충전율이 높음
전기모터를 사용하는 서행과 저속 주행 위주가 많은 구간
시내구간 위주
시내구간 60% + 고속도로 40%(저속 주행) 일 경우