하이브리드란(Hybrid)?

안녕하세요~흥미롭고 재미있는 과학 흥. 재. 과입니다!

 

전기차에 대한 관심은 높지만 아직까지 가격적인 측면에서

100% 전기차(EV)는 부담이 되기에 매년 하이브리드 차에 대한 수요가 늘고 있습니다!

 

이 하이브리드 자동차가 무려 120년 전에 만들어진 사실 알고 계셨나요?

지금까지도 명차로 알려진 '포르셰'에서 1900년대 초반 '믹스테(MIXTE)'라는

4륜 자동차를 출시하였고 이 '믹스테'가 전기모터와 엔진을 동시에 사용하는

'하이브리드'의 시초가 되었습니다.

(이때 사용한 배터리는 지금의 리튬이온배터리가 아닌

납축전지(Lead-Acid Battery)였습니다.)

 

※ 납축전의 특징

리튬이온전지에 비해 상대적으로 안정적인 장점이 있지만

에너지효율이 떨어져 더 무겁고 부피가 크다.

 

오늘은 차 종류 중 높은 연비를 자랑하는 하이브리드 차의

작동원리에 대해 알아보겠습니다.

 

하이브리드

1. 하이브리드란?

하이브리드란 석유를 원료로 하는 내연기관 방식과 전기모터,

이 두 가지의 구동계를 사용하여 주행하는 자동차입니다.

 

가솔린 엔진과 전기모터가 적절히 조합되어 있기에 연료소모를 줄이고

전기모터 사용 시 소음이 덜 나기에 부드러운 주행이 가능해집니다.

 

국내에서는 친환경차에 대한 세금감면을 진행하고 있기에 

취득세액, 주차요금 등에서 혜택을 받을 수 있습니다ㅎㅎ

(안타깝게 구매 보조금은 폐지..)

 

2. 하이브리드의 종류

 

 

풀 하이브리드(Full Hybrid)

가장 일반적인 하이브리드 모델이라고 할 수 있으며 

일반주행 시에는 내연기관과 마찬가지로 엔진을 사용하지만

시동, 저속 주행 시에는 전기모터를 사용합니다.

급가속, 가파른 경사길에서는 엔진과 전기모터가 동시에 사용되기도 합니다.

 

※ 회생제동 시스템

이 풀 하이브리드는 별도의 배터리 충전이 필요 없는데요.

브레이크를 밟게 되면서 나오는 제동에너지(운동에너지)가 전기에너지로 전환되어

배터리가 충전되는 시스템을 가집니다.

 

사실 이러한 형식의 풀 하이브리드 자동차는 연결 구조에 따라  종류가 나뉘게 되는데

직렬식. 병렬식, 직병렬식 하이브리드로 나뉩니다.

 

국내(현대)에서 생산되는 하이브리드 차는 주로 병렬식으로

일본(도요타)에서는 직병렬식 하이브리드를 주로 생산하고 있습니다.

 

둘의 가장 큰 차이점은 역시나 전기모터(배터리)의 활용도 인데요!

병렬식에서의 전기 모터는 발전을 위한 하나의 구동 모터를 사용하지만,

직병렬식에서는 구동모터와 충전용 모터가 별도로 장착되어 뛰어난 회생제동을 할 수 있습니다.

뛰어난 연비를 자랑하는 직병렬식이지만, 필연적으로 무게가 무거워지고

구조 또한 복잡해져 수리비 또한 비싸지게 됩니다.

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마일드 하이브리드(Mild Hybrid)

마일드 하이브리드는 고출력이 아닌 저출력의 모터 시스템으로

시동을 걸거나 출발할 때 엔진을 보조해 주는 역할을 합니다.

 

그렇기에 상대적으로 작은 배터리 팩(Battery Pack)을 사용하고

부드러운 주행을 가능하게 합니다.

 

저출력의 단점을 극복하기 위해 최근에는 기존의 12v의 배터리가 아닌

고전압의 48v배터리를 개발하였고 BMW, 벤츠, 현대 등에서 양산 중인데요.

 

마일드 하이브리드의 단점 중 하나인 타 방식의 하이브리드 대비 연비가 낮다는 점과

풀 하이브리드 대비 단순한 구조와 비용이 낮기에 더 많은 수요가 예상됩니다!

 

플러그 인 하이브리드

 

플러그 인 하이브리드(Plug-in Hybrid)

플러그인 하이브리드는 마치 전기차(EV)처럼

하이브리드 중 유일하게 외부에서 전원을 연결하여 충전하는 방식을 가졌습니다.

물론 일반 하이브리드처럼 엔진으로도 충전할 수도 있죠.

 

풀 하이브리드와 동일한 구조를 가지지만 배터리의 용량이 훨씬 더 크기에

전기모터의 구동만으로도 주행을 할 수 있는 특징이 있습니다!

 

그렇기에 상황에 따라 운전자가 직접 주행모드를 설정하여

엔진과 전기모터를 결합하여 사용하는 주행모드와

오로지 전기모터로만 구동하는 EV모드로 선택할 수 있습니다.

 

다양한 환경 문제와 더불어 연료 소비를 줄이는 데에도 도움이 되는

현대적인 모빌리티인 만큼 하이브리드에 대한 관심이 높습니다.

소비자 조사에 따르면 하이브리드 차의 선호도가 전기차보다 평균 2배 이상 높을 만큼

전기차 못지않은 많은 수요와 발전가능성이 있다고 기대됩니다!