하이브리드 자동차란? 장단점 비교
하이브리드(Hybrid)란?
하이브리드(hybrid)는 본디 동물이나 식물 따위의 잡종, 혼종, 이종을 뜻하는 영어 단어다. 본뜻에서 응용하여, 두 가지 이상의 이질적인 기능이 합쳐진 것을 뜻하게 되었다.
사람한테 쓰면 결례가 된다. 애초에 사람은 단일 종이기 때문에 서로 섞인다 해도 잡종이라고 할 수조차 없다. 따라서 혼혈(Mixed-blood)로 부르는 게 옳다.
일상에서는 아래의 줄임말로 쓰인다. 21세기 초 자동차는 내연기관에서 전기를 사용하려는 과도기에 있기 때문에 하이브리드 자동차의 의미로 하이브리드라는 말을 매우 자주 쓴다.
하이브리드 자동차 개요
하이브리드 자동차는 두 가지 이상의 구동계를 사용하도록 만들어진 자동차입니다. 약칭으로 하브라고 부르는 사람도 있습니다. 이러한 자동차는 전기모터와 함께 사용되며, 전기자동차와는 달리 내연기관 엔진을 함께 사용합니다. 주로 검증된 석유 (가솔린, 디젤)을 사용하는 엔진이 일반적으로 채용됩니다.
하이브리드 자동차는 엔진과 모터의 비율에 따라 세 가지 주요 유형으로 구분됩니다. 이러한 형태는 주로 연비 향상을 목적으로 선택됩니다. 그러나 기술적인 제약으로 인해 기계식 동력 계통을 사용하기 어려울 때 하이브리드 기관이 사용될 수도 있습니다.
하이브리드 자동차로 분류되기 위한 필수 조건은 배터리와 전기모터를 갖추고 있어야 합니다. 배터리와 전기모터만으로 구동되는 차량은 순수한 전기차이지만, 내연기관을 함께 갖추고 있기 때문에 순수하지 못한 전기차(하이브리드) 또는 순수하지 못한 내연기관 자동차(하이브리드)로 분류됩니다.
내연 기관이 비효율적으로 움직일 때, 전기 모터가 보충하는 원리를 사용합니다. 이러한 하이브리드 기술은 주로 가솔린 기관에 사용됩니다. 가솔린 기관의 최대 효율 구간이 상대적으로 협소하기 때문에 전기 모터 기술을 통해 효율을 높일 수 있습니다.
하이브리드 자동차의 역사
하이브리드 자동차의 역사는 1899년에 페르디난트 포르셰가 내놓은 "믹스테(Mixte)"로부터 시작합니다. 이 단어는 프랑스어로 '혼합된'이라는 뜻으로, 하이브리드와 뜻이 비슷합니다. 믹스테는 4개의 바퀴마다 독립된 인휠 전기 모터가 독립적으로 구동되며, 내연기관은 오직 전기만 충전하는 용도로 사용되었습니다. 이 자동차는 최고 시속 60km에 달하며 랠리에 참여하며 기록을 세우기도 했습니다.
디젤전기기관차와 하이브리드 자동차를 혼동하는 경우가 있는데, 현재 국내에서 운용 중인 모든 디젤전기기관차는 전기 구동이 일종의 변속기 역할을 하며, 두 개 이상의 동력원이 구동에 관여하는 하이브리드와는 다릅니다.
현대적인 하이브리드 자동차의 시초는 1997년에 출시된 토요타 프리우스입니다. 당시에는 배터리의 낮은 에너지 밀도 문제와 충전 인프라 부족으로 인해 고려해야 할 점이 많았습니다. 그러나 석유파동으로 인해 고연비 친환경 차량의 수요가 높아져 프리우스는 시장에 맞추어 출시되었습니다.
리튬 전지가 대중화되었지만 배터리의 에너지 밀도 문제는 아직 완전히 해결되지 않아, 하이브리드 차량은 아직까지 계속해서 존재하고 있습니다.
하이브리드 자동차의 장점
높은 연비와 최대 주행 거리 : 하이브리드 자동차는 주유소 방문 빈도를 크게 줄여 연비가 높아 주유 비용을 절감할 수 있습니다. 특히 중대형 차량은 최대 주행 거리가 매우 길어서 장거리 운전에 적합합니다.
안정적인 차체 자세 제어와 승차감 향상 : 배터리가 하단에 설치되어 무게 중심이 낮아져 차량의 안정성과 승차감이 향상됩니다.
뛰어난 가속력 : 전기 모터의 특성으로 하이브리드 자동차는 우수한 가속력을 제공합니다. 이로 인해 많은 고급 차량 모델에서 하이브리드 모델의 판매 비중이 높아지고 있습니다.
적은 소음 : 시동을 걸었을 때는 전기 모터로 구동되므로 소음이 거의 없으며, 정속 주행시에도 소음이 상대적으로 낮습니다.
낮은 진입 장벽 : 하이브리드 자동차는 전기차나 수소차와 달리 충전 인프라나 충전 시간을 고려하지 않아도 되므로 진입 장벽이 낮습니다.
유지비와 고장률 : 배터리 교체 주기를 감안해도 엔진과 브레이크 소모가 적기 때문에 유지비가 낮고 고장률이 낮습니다.
정책적 혜택 : 많은 나라에서 친환경 차량에게는 세금 감면 등 정책적인 혜택을 부여하고 있습니다.
하이브리드 자동차의 단점
비싼 가격 : 하이브리드 차량은 복잡한 구조와 배터리로 인해 가격이 비싸며, 동일 트림 차량에 비해 약 20% 정도 비용이 더 듭니다.
고중량 : 하이브리드 자동차는 내연기관과 전기 모터, 배터리를 함께 갖추기 때문에 무게가 높아집니다. 이로 인해 최종 연비가 크게 향상되지 않을 수 있습니다.
탄소 배출 및 오염물질 배출 : 친환경 측면에서는 전기차와 비교하면 탄소 배출 및 오염물질 배출 면에서 효율이 낮으며, 내연기관차와 비슷한 수준입니다.
배터리의 화학적 불안정성 : 하이브리드 자동차는 전기차 구성요소와 가솔린 엔진을 동시에 갖추고 있어 화재 발생률이 높을 수 있습니다.
기온에 따른 연비 변동 : 배터리는 기온에 따라 연비의 변동이 크며, 특히 겨울에는 히터 사용을 위해 전기 열선 히터를 사용해야 하므로 효율이 떨어집니다.
정비의 위험함 : 하이브리드 자동차의 동력계통에는 고전압과 고전류가 흐르고 있어 정비 시에 감전의 위험이 있으며, 절연 장비를 사용해야 합니다.
회생제동 브레이크의 민감함 : 하이브리드 자동차의 회생제동 브레이크는 민감하게 작동하여 기계식 브레이크보다 조작이 민감할 수 있습니다.
출처 : 나무위키