하이브리드 자동차-1

개요

두 가지 이상의 구동계를 사용하도록 만들어진 자동차. 보통은 전기모터를 같이 쓰며, 전기자동차와는 달리 내연기관 엔진을 함께 사용한다. 대개는 종래의 검증된 석유(가솔린, 디젤)를 사용하는 엔진을 채용한다. 약칭으로 하브라고 부르는 사람도 있다. 보통은 연비를 높이기 위해 이러한 형태를 취한다. 일반적으로 엔진과 모터의 비율에 따라서 세 종류의 하이브리드로 구분된다. 그러나 기술적인 문제로 기계식 동력 계통을 사용하기 어려울 때 하이브리드 기관을 사용하기도 한다. 하이브리드 자동차로 불리기 위한 필수 조건은 배터리와 전기모터를 갖추고 있어야 한다는 것이며, 배터리와 전기모터만으로 구동되는 차는 순수한 전기 차이지만, 거기에 기존 방식의 내연기관을 함께 갖추고 있기 때문에 순수하지 못한 전기차(하이브리드) 또는 순수하지 못한 내연기관 자동차(하이브리드)라 하여 하이브리드 자동차라 하는 것이다.

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하이브리드 기관은 주로 가솔린 기관에 쓰인다. 내연 기관이 비효율적으로 움직일 때, 전기 모터가 보충하는 원리이다. 가솔린 기관은 최대효율 구간이 협소해서, 전기 모터 기관이 들어가면 효율이 높아진다.

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최근에는 연료전지와 2차전지(리튬이온 등)를 결합한 하이브리드 전기자동차가 각광을 받고 있다. 내연기관은 환경 문제 때문에 많은 규제가 생기고 있고 현재의 2차 전지 용량으로는 충분한 항속거리를 확보하기 어렵기 때문에 그 대안으로 연료전지를 주목하고 있는 것. 현재 메르세데스 벤츠와 GM이 연료전지+배터리 하이브리드 전기자동차를 개발하겠다고 밝힌 바 있다.

역사

1899년 페르디나트 포르셰가 내놓은 믹스 테(Mixte)가 최초. 프랑스어로 '혼합된'이란 뜻으로 하이브리드와 뜻이 비슷하다. 내연기관은 오직 전기만 충전하는 용도였다. 4개의 바퀴마다 독립된 인휠 전기 모터가 독립적으로 구동되었다. 믹스 테는 최고 시속 60km에 달했고 랠리에 참여해 기록을 세우기도 했으며 당대는 여러 구동 기관이 난립하던 때여서 순수 전기 기관에서 증기 기관까지 온갖 자동차가 다 있었다.

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세계 2차대전 당시의 기술 수준에서 매우 무거운 전차를 만들려 할 때 중구 축전차, 초중전차 등 당시 시험적인 설계에 사용되었다. 70~80톤에 달하는 엄청난 중량을 감당할 기계식 내연기관 변속기를 만들기 어렵기에 궁여지책으로 택한 방식이다. 유명한 6호 전차 티거의 포르셰 프로토타입인 VK 45.01와 사상 최중량의 전차인 초중전차 마우스를 비롯하여 중구 축전차인 엘레판트나 영국의 TOG도 하이브리드 기관을 가졌다. 변속기 대신 채용된 셈이므로 연비, 효율성, 내구성 따위는 저 멀리 허공에 던진 물건이다. 당시 하이브리드 엔진은 걸음마 단계였으므로 성능은 두말할 것 없이 낙제점이었고 당연히 정식 채택에도 큰 어려움이 따랐다. 다만 엔진 구동의 개념은 비슷하므로 현대의 하이브리드 엔진과는 구조가 유사하다.

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가장 쉽게 찾아볼 수 있는 하이브리드 구동계통은 철도다. 자동차의 자동변속기와 같이 기계식 변속기가 탑재된 순수 디젤열차도 존재하지만, 운행 및 유지 보수적 측면에서 모터를 이용한 전기 구동이 유리하므로 디젤 전기 하이브리드 구동계통이 많이 사용되고 있다. 차선이 없는 비 전화 구간에서 운행되는 열차(기관차)는 디젤기관으로 발전기를 돌리고 전기 모터를 굴리는 하이브리드 방식으로 구동된다. 코레일에서 운행 중인 디젤기관차라고 부르는 여객 및 화물 운송용 기관차는 전부 하이브리드인 디젤 전기기관차이다.

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현대적인 하이브리드 자동차의 시초는 1997년에 출시된 도요타 프리 우스이다. 석유파동 때문에 기존의 주유소를 이용할 수 있으면서도 높은 연비를 요구하며 친환경적인 차량을 요구하던 시장에 부합했던 프리우스가 등장했을 때는 아직 배터리의 낮은 에너지 밀도가 해결되지 않았을 때였다. 충전 인프라 또한 부족했다. 리튬 전지가 대중화된 지금도 배터리의 에너지 밀도 문제는 완전히 해결되지 않아 한동안은 하이브리드 차량을 만날 수 있을 것이다.

스포츠카 브랜드들도 혼다 NSX, BMW i8, 포르셰 918 스파이더, 라페라리,

맥라렌 P1 등의 하이브리드 모델을 내놓고 있다.

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국산차로는 2009년 현대 아반떼 하이브리드가 최초이며, 현재 현대자동차 그룹에서 생산하는 승용차 중 제네시스나 K9과 같은 대형차를 제외하고는 대부분 하이브리드를 선택할 수 있도록 하고 있다. 초기에는 외관상 한눈에 구별할 수 있도록 디자인을 하이브리드 차량과 일반 내연기관차와 차별화하였으나, 대다수의 하이브리드 자동차 구매자들은 이러한 디자인 차이를 선호하지 않는 것으로 드러났다. 이러한 여론에 따라 2010년대 중반경부터는 HYBRID라는 레터링이 부착되는 외에는 일반 내연기관차와 거의 같은 디자인으로 출시되기 시작하였으며, 2019년 그렌저 페이스리프트부터는 아예 레터링조차 없다. 따라서 하이브리드 전용 휠이 장착되는 정도를 제외하고는, 하이브리드 자동차는 일반 내연기관차와 외관상 거의 구별하기 어렵다.

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#자동차 하이브리드 #자동차 내연기관