하이브리드 전성시대, 토요타 넘어설 기술 경쟁 '본격화' 04231106 전기신문

현대차, 병렬형 시스템업그레이드한 'TMED-2'공개르노와 혼다 등도 자체 기술로토요타와 다른 직병렬 하이브리드 양산모터 2개에 변속기로 성능 높이고'로드 레벨링'으로 효율까지 극대화푸조는 마일드 하이브리드에모터.회생 능력 강화 '스마트 하이브리드' 구현토요타가 완벽에 가까운 기술로 평가받는 직병렬 방식 특허를 개방한 가운데, 경쟁사들도 효율과 성능을 높이는 새로운 하이브리드 자동차 기술을 속속 상용화하는 모습이다.현대자동차는 최근 차세대 하이브리드 시스템 개발을 마무리하고 신형 팰리세이드부터 적용하기 시작했다.추후 제네시스 등 고급 라인업을 중심으로 확대할 예정이다.현대차가 내놓은 새 하이브리드 시스템은 'P1+P2 병렬형 구조'다.구동을 위한 모터와 함께 엔진에 붙여 충전을 하는 모터까지 2개를 사용하는 방식이다.현대차는 그동안 구동 모터(P2)에 시동과 충전을 담당하는 HSG(P0) 모터를 사용하는 병렬형 하이브리드를 고도화해왔다.새로운 하이브리드 시스템도 PO를 구동에도 활용하는 P1 모터로 확대 적용한 병렬식이라고 설명했다.업계에서는 모터를 2개 사용하는 방식을 직병렬 하이브리드라 부른다.토요타가 1997년 세계 최초로 상용화한 하이브리드카부터 적용됐으며, 오랫동안 특허 장벽을 세우고 기술을 독점해왔다.토요타가 2019년 특허 를 개방라면서 직병렬 기술 적용이 쉬워지긴 했지만, 현대차가 토요타 특허를 활용한 것은 아니다.토요타 직병렬 하이브리드는 구동에 쓰고 난 남은 엔진 출력을 모터로 유연하게 분배하는 '유성기어(PSD)'를 가장 큰 특징으로 한다.엔진과 모터 2개를 항상 맞물린 상태로 충전과 구동을 동시에 할 수 있고, 기계식 변속기도 필요 없이 엔진 열효율을 최적화한다.현대차는 이번 에도 뱐속기를 조합한다.지난 병렬형 시스템과 같이 P2모터를 6단 DCT 변속기와 통합했고, P1 모터도 아예 엔진에 직결 시키는 방식이다.엔진과 모터를 이어주는 벨트 등 부품을 최소화해 경량화와 구조 개선도 실현했다.클러치로 P2모터와 엔진을 뗼 수 있어 EV 모드 활용이 더욱 높아진다는 게 장점.대신 토요타와 같이 충전과 엔진 열효율 최적화에는 한계가 있다.현대차는 '로드 레벨링' 기술로 문제를 해결했다.현대차가 2008년 특허를 출우너한 하이브리드 차량에서 토크 출력을 제어하는 내용으로, 특허에 따르면 가속 페달값에 따라 엔진과 모터 출력을 최적으로 분배하는 방식이다.현대차 외에도 여러 완성차 업계가 토요타와는 다른 직병렬 시스템으로 하이브리드 자동차 시장에서 경쟁력을 확대하고 있다.국내에서는 르노코리아가 주력으로 하는 'E테크 하이브리드'가 대표적이다.'E테크 하이브리드는 르노가 개발한 직병렬 하이브리드 시스템으로, 아르카나 기준으로 유성기어가 아닌 엔진과 모터 각각 4단과 2단 변속기를 활용모드 기어박스를 활용한다.그러면서도 F1에서 증명한 '도그 클러치' 기술로 빠르고 자유롭게 모드를 바꿀 수 있는 것이 가장 큰 특징이다.출발시에는 모터로 구동하는 직렬형, 달리기 시작하면 병렬형으로 성능에 초점을 맞춘다.토요타와 함께 오랫동안 직병렬 하이브리드 시스템을 이어 온 혼다도 있다.혼다 하이브리드 시스템은 i-MMD라고 명명했으며, 토요타와 마찬가지로 변속기를 탑재하지 않은 대신 전자제어 시스템으로 클러치를 뗐다 붙인다.다른 하이브리드와 비교해 모터 구동에 초점을 맞춘 것이 특징이다.반대로 작은 모터 하나만으로 풀 하이브리드를 구현한 브랜드도 있다.푸조 스마트 하이브리드가 주인공.48V 마일드 하이브리드지만, 변속기에 15.6kW 모터를 통합하고 에너지 회수 성능을 극대화해 전기 모드로도 달릴 수 있게 만들었다.복잡한 부품과 기술력 없이도 가격 경쟁력과 연비 효율을 끌어올리고 도심 주행 편의성도 강화할 수 있다.                 김재웅 기자