[디지털타임즈] 플러그인 하이브리드카, 하이브리드카, 전기차,

고유가 추세가 이어지면서 높아진 연료비 때문에 자가용 운전자들 부담이 커지고 있습니다. 특히 새로 차를 구입하는 사람들 사이에서는 1리터의 기름으로 자동차를 얼마나 운행할 수 있는지 나타내는 연비가 자동차 구입시 가장 중요한 항목으로 떠오르고 있습니다.
이런 추세에 맞춰 기존 휘발유, 경유 차량에 비해 연비가 월등히 높은 하이브리드카에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 특히 최근에는 각 자동차 업체들이 기존 하이브리드카 성능을 개선한 플러그인 하이브리드카 개발에 나서고 있습니다.
플러그인 하이브리드카는 PHEV(A plug-in hybrid electric vehicle)라고 부르기도 하는데 같은 휘발유로 일반 차량보다 최고 4배 이상 더 먼거리를 달릴 수 있다는 것이 장점입니다.
이해하기 쉽게 설명하면 기존 자동차들이 기름 주입구를 가지고 있지만, PHEV는 기름 주입구 이외에 가전 제품처럼 전기 콘센트를 장착하고 있습니다.
이 때문에 PHEV는 사용자가 전기를 직접 연결해 자동차 운행에 필요한 동력원인 전지를 충전할 수 있습니다. 일반 하이브리드카는 휘발유로 엔진을 가동시킨 뒤 주행을 하면서 충전지를 충전시키는 방식이지만, PHEV는 엔진 가동 필요 없이 충전지 만으로 운행이 가능해 지구온난화와 환경오염을 줄일 수 있습니다. (PHEV는 휘발유 엔진도 내장해 충전지가 방전되면 휘발유 엔진을 사용합니다)
자동차 업체들은 한번 충전으로 50㎞ 이내를 운행할 수 있는 PHEV를 개발 중이며, 주행거리를 늘리기 위해 노력하고 있습니다.
PHEV는 하이브리드카와 마찬가지로 동력계 구조에 따라 바퀴축과 발전기가 연결된 직렬 하이브리드 시스템(Serial Hybrid System), 병렬 하이브리드 시스템(Parallel Hybrid System), 직병렬 하이브리드 시스템(Serial Parallel Hybrid System)으로 구분됩니다. 각 방식의 차이는 엔진과 전기모터가 어떤 역할을 맡고 있는지가 핵심입니다.
직렬 하이브리드 시스템은 엔진이 발전기를 돌리고, 발전기가 전기모터에 전류를 공급해 구동축을 움직이는 방식입니다. 구동축을 움직이는 역할은 전기모터가 하며 엔진은 전기모터에 전력을 공급하는 역할만 합니다. GM 시보레볼트 컨셉트카가 이 방식을 사용하고 있습니다.
병렬 하이브리드 시스템은 엔진과 전기모터가 동시에 구동축에 힘을 전달하는 방식입니다. 엔진이 구동축에 바로 연결되기 때문에 직렬 하이브리드 시스템과 달리 엔진에서 얻어진 기계적 에너지를 전기에너지로 바꾸지 않아도 된다는 것이 장점입니다. 혼다 인사이트, 시빅 하이브리드 등이 병렬 하이브리드 시스템을 사용하고 있습니다.
직병렬 하이브리드 시스템은 직렬방식과 병렬방식을 상황에 따라 유연하게 바꿔가며 사용할 수 있는 방식입니다. 엔진 힘이 구동축에 직접 전달되기도 하고 전기모터만으로 사용할 수 있기도 해서 편리합니다. 저속에서는 직렬 시스템을 사용하고, 고속에서는 병렬 시스템을 사용하기 때문에 연비와 출력 모두 장점을 가질 수 있습니다. 도요타 프리우스, 렉서스 하이브리드 차량 등에 직병렬 하이브리드 시스템이 사용됩니다.
하지만 각 방식은 주행상황에 따라 장단점이 존재합니다. 직렬 시스템 경우에는 정지와 운행이 반복되는 도심 운전에서는 연비가 우수하지만, 고속도로 주행에서는 연비가 오히려 낮습니다. 병렬 시스템은 도심 운전에는 연비가 낮지만 고속도로 주행에서는 연비가 높습니다. 직병렬 경우 양쪽 장점을 가지고 있지만 대형 발전기와 배터리 팩이 필요하기 때문에 원가가 높다는 것이 단점입니다.
플러그인 하이브리드카는 낮은 유지비, 친환경 등 여러 가지 경쟁력을 가지고 있어 GM, 포드, 도요타 등 글로벌 자동차업계가 사활을 걸고 개발하고 있습니다.
이제 가까운 미래에는 일을 마치고 집에 돌아가면 휴대전화 보다 자동차를 먼저 충전해야 하는 일이 발생할지도 모릅니다.
이형근기자