하이브리드 자동차

 

 

 

 

1. 하이브리드 자동차(Hybrid Car, 2가지 이상의 동력원을 함께 사용하는 자동차)

하이브리드(hybrid)는 '잡종','혼성'을 뜻하는 말로, 엔진의 가동.정지에 따른 에너지 손실을 줄이기 위해 엔진의 출력을 전기에 연결하여 발전한 전력을 배터리에 충전해 두고 필요에 따라 모터를 회전시키는 방식이다. 기존 자동차에 사용되는 내연기관 엔진에 전기 모터를 결합한 형태가 일반적인데, 전기모터는 차량 내부에 장착된 고전압 배터리로부터 전원을 공급받고, 배터리는 자동차가 움직일 때 다시 충전된다.

 

하이브리드 자동차는 차량의 속도나 주행 상태 등에 따라 엔진과 모터의 힘을 적절하게 제어함으로써 자동차 운행의 효율성을 극대화 시킨 것이다. 하이브리드 자동차는 출발할 때 전기 모터로 엔진 시동을 건다. 도로 주행이나 가속할 때는 엔진이 주동력원이 되고 모터가 보조 동력원이 된다. 감속을 위해 브레이클 밟으면 차량의 운동에너지가 전기에너지로 변환되어 배터리에 충전된다. 그리고 차가 멈추면 엔진과 모터가 모두 정지한다. 따라서 차량이 정지할 때나 교통이 혼잡할 때 자동차의 공회전에 따른 에너지 손실 등과 같은 단점을 보완할 수 있다.

 

하이브리드 자동차는 엔진을 일정 조건하에서 회전시킬 수 있으므로 연비효율이 향상될 뿐만 아니라 질소산화물의 배출량도 약 20%감소시킬 수 있다. 화석연료가 점점 고갈되고 환경문제 역시 악화되고 있기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 연료전지 자동차와 같은 차세대 자동차가 속속 연구개발되고 있는데, 이 가운데 하이브리드 자동차는 전기 자동차와 기존의 내연기관 차량의 이점을 모두 이용할 수 있는 현실적이고 구체적인 자동차로 주목받고 있다.

 

             출발시 엔진+전기모터         정속주행시 엔진                 가속시 엔진+전기모터         감속시 배터리 충전            정차시 엔진정지

             모터에 의해 시동 또는           엔진이 최적 연비 영역에        엔진에 큰 부하가 걸리는       통상 버려지는 감속             정차시 엔진을 정지 

              배터리 충전이 낮을 경우        따라 작동하면서 차는 구동     구간에 전기모터가 동력을     에너지를 모터가 회생          시켜 불필요한 연료

             엔진으로 시동                     하고, 여유 구동력은 배터리     보조하여 차를 가속              시켜 배터리를 충전              및 배출가스를 저감

                                                        에 저장                                                                        (회생제동 가능)                   (ISG 기능)

 

참고로 도요타의 하이브리드 방식은 직렬방식이고 현대자동차의 하이브리드 시스템은 병렬 방식입니다.

 

1. 하이브리드 자동차는 차량이 정지하면 엔진회전이 정지합니다.

하이브리드 전기자동차는 운행 중 정지하게 되면 엔진이 정지합니다. 이 기능을 "오토 스탑(Auto Stop)"이라고 하며, 이때 계기판에 "Auto Stop'표시등이 점등합니다. 단, 주행중에는 엔진이 꺼지지 않습니다.

명칭은 다르지만 같은 기능을 하는 ISG(Idle Go Stop)도 있습니다. 오토스탑과 같은 기능입니다.

*오토스탑(Auto Stop)이란?

가. 차량이 정지할 때 엔진이 정지하는 경우.

- 차량은 일정속도 이상의 속도로 일정시간 이상 운행한 후 브레이크를 밟는 상태로 차량이 정지하면 엔진이 정지합니다.

나. 차량이 정지해도 엔진이 정지하지 않는 경우.

- 엔진 냉각수 온도가 낮은 경우

- 에어컨/히터 스위치를 작동하는 경우.

(단,"ECO" 스위치를 누른 상태에서는 오토 스탑(엔진정지)기능이 작동합니다.)

 

*ISG

가. 차량이 정지할 때 엔진이 정지하는 경우.

- 공회전이 없고 매연배출이 없습니다.

나. 버튼하나로 on/off할 수 있습니다.

- 브레이크를 떼면 그 즉시 차량이 시동이 걸리게 됩니다.

현재 ISG 시스템이 장착된 차량은 LPG택시/포르테 에코/아반떼 블루세이버/버스 등에 장착되어 있습니다.

아반떼 LPI하이브리드/ 소나타하이브리드/K5하이브리드/포르테하이브리도도 마찬가지입니다.

 

2. ECO스위치 기능

차량이 정지한 후 연료소비 및 배출가스를 저감시키기 위하여 엔진을 자동으로 정지시키는 기능으로 "ECU"스위치에 따라 작동 조건이 달라집니다. ECO모드로 주행을 할 경우 차량의 출력이 다소 떨어지지만 그만큼의 연비가 상승하게 됩니다.

가. ECO 스위치 OFF(램프소등) : 에어컨, 히터 작동시 오토스탑(Auto Stop)실행이 않됩니다.

나. ECO 스위치 on(램프점등) : 오토스탑(Auto Stop)실행이됨(에어컨, 히터 작동시는 블로워 모터가 일정시간 동안 작동된 후 멈춥니다)

 

3. 임시 타이어가 없습니다.

하이브리드 전기자동차는 임시 타이어가 별도로 비치되어 있지 않습니다. 타이어 펑크시 트렁크 수납함에 있는 타이어 봉합 키트로 임시 응급조치를 합니다. 봉합된 타이어로는 차속 80km/h이상 주행해선 않되며, 주행거리 200km이내에 반드시 수리 또는 교환해야 합니다.

 

4. 주행중 가속 페달을 놓으면 차가 잘 안나갑니다.

하이브리드 전기자동차는 주행중 가속 페달을 놓을 경우 계속 나가려는 관성을 이용하여 모터 발전제어로 배터리 충전이 되므로 일반차량에 비해 감속도가 다소 클 수가 있습니다.이는 하이브리드 기능을 극대화하기 위한 것으로 정상입니다.

 

기본적으로 차량이 출발할 경우 엔진에 시동이 걸리지 않고 배터리로만 차량 시동이 걸리게 됩니다.

그럼 40km이하 정도의 적은 속도까지는 배터리로만 차량이 움직이게 됩니다. 그 이후 부터는 엔진에 시동이 켜지면서 배터리는 엔진의 보조역할을 하게 됩니다. 쉽게 말해 40km~이상부터는 배터리로만 가지 않고 엔진에 힘을 보태주는 거라고 생각하시면 됩니다.

그리고 감속시에 엑셀을 띄고 브레이크를 밟으면서 남아있는 에너지를 다시 배터리 충전으로 이용하게 됩니다. 계속해서 배터리는 타이어가 돌아가면서 충전이 되는거구요 따로 충전하지는 않아도 됩니다. (단, 쉐보레의 볼트는 예외입니다.)

기존 액체연료가 사용되는 엔진에 배터리가 합쳐지므로 차량의 높은 연비와 같은 동급 차량에 비해 이산화 탄소 배출량도 현저하게 적습니다.

 

5. 배터리부분

배터리는 LG에서 납품하는 리튬-이온 배터리를 사용하고 있습니다.

LG가 납품하는 기업은 현대/기아자동차와 GM쉐보레 입니다.

삼성&보쉬 합작회사 SB Limotive의 리튬이온 배터리는 BMW와 크라이슬러에 납품되고 있습니다.

마지막으로 도요타의 배터리는 리튬-이온 배터리가 아닌 니켈-수소 배터리를 사용하고 있습니다.

 

리튬-이온 배터리의 장점은 많은 저장용량과 무게가 가볍다는게 장점인데 비해, 단점은 가격이 비싼것 입니다.

니켈-수소 배터리의 장점은 가격이 저렴하지만, 단점은 무게가 무거워 자동차의 중요한 부분인 "연비"면에서는 차량의 무게에도 연비기 적어지게 되므로 조금이라도 더 가벼운 리튬-이온 배터리를 사용하고 있습니다.

이때문에 도요타도 새롭게 출시될 하이브리드자동차에는 모두 리튬-이온 배터리를 사용할 것이라고 밝혔습니다.

 

 

 

 

출처 : 기아자동차, 도요타자동차