하이브리드 자동차(hybrid vehicle)

[호호야]

하이브리드 자동차(hybrid vehicle)

□ 개 요

ㅇ 하이브리드(Hybrid)차는 동력원으로 기존의 내연기관 외에 전기모터를 추가적으로 사용하는 자동차

ㅇ 전기자동차의 문제점을 보완․해결하기 위하여 

    * 전기자동차, 내연기관의 장점만을 적용하여 개발

    * 고성능 배터리 개발, 전기충전소 건립 문제, 충전후 주행거리, 충전시간 문제

□ 구동 원리

ㅇ 출발 시 : 엔진을 정지하고 전기 모터로만 엔진을 구동

ㅇ 주행 시 : 엔진이 주동력원, 모터가 보조 동력원

ㅇ 감속 시 : 배터리에 충전

  하이브리드 자동차 엔진

  ▶ 하이브리드 자동차 원리는 속도·주행상태 맞춰 엔진·모터 번갈아 사용

하이브리드(hybrid) 자동차는 ‘잡종, 혼혈’ 등을 의미하는 단어의 뜻 그대로 두 가지의 동력원을 함께 사용하는 차를 의미한다.

일반적으로는 기존 자동차에 사용되던 내연기관 엔진에 전기 모터를 결합한 형태를 일컫는다. 전기 모터는 차량 내부에 장착된 고전압 배터리로부터 전원을 공급 받고, 배터리는 자동차가 움직일 때 다시 충전되는 시스템이다.

사실 기존 자동차의 에너지 손실은 대부분 교통 혼잡에 따른 공회전 시간과 차량 정지 시 발생한다. 하이브리드 시스템은 이 같은 가솔린 또는 디젤 엔진의 단점을 보완해 차량의 속도나 주행 상태 등에 따라 엔진과 모터 힘을 적절하게 제어함으로써 효율성을 극대화시킨 것이다.

먼저 출발할 때는 전기 모터로 엔진 시동을 건다. 또 통상적인 주행이나 가속시에는 엔진이 주동력원이 되고 모터가 보조 동력원으로 작동한다.

브레이크를 밟아 감속할 때는 차량의 운동에너지를 전기에너지로 전환해 배터리를 충전한다. 그리고 차를 멈추면 엔진과 모터가 모두 정지한다.

하이브리드 차는 그러나 기존 엔진에 모터까지 탑재되고 배터리도 얹어야 해 부품 수가 늘어나고 차도 무거워지는 단점이 있다. 또 결국 엔진을 사용하는 만큼 오염 물질이 발생한다.

이에 비해 연료전지 차는 100% 전기 모터를 동력원으로 사용한다. 다만 충전지가 아니라 수소 연료만 주유하듯 넣으면 되는 연료전지를 사용, 연료전지 차라는 이름이 붙었다.

이 점이 전기자동차와 다르다. 연료전지 차는 수소를 공기 중의 산소와 결합시켜 전기 에너지를 내며, 이 과정에서 물 이외의 불순물이 생기지 않아 진정한 의미의 친환경 차라고 할 수 있다.

다만 수소는 폭발 위험성이 크고 한번에 대량의 수소를 적재하기 힘든 데다 상용화하려면 먼저 수소 충전소를 구축해야 하는 등 인프라 문제가 뒤따른다.  

▶하이브리드자동차 작동

1. 시동시 (엔진 + 전기모터) : 모터에 의해 엔진을 시동하고 냉시동시, 베터리 충전상태 낮은 경우는 스타트모터로 시동

2. 정속 주행시 (엔진) : 엔진은 최적 연비 영역에서 작동하면서 자동차를 구동하고 여유 구동력은 베터리에 저장

3. 가속시 (엔진 + 전기모터) : 엔진이 구동하며, 모터는 구동력을 보조하여 자동차를 가속시킴

4. 감속시 (베터리 충전) : 연료공급이 중단되고 차량의 운동에너지는 전기에너지로 변환되어 베터리에 저장

5. 정차시 (엔진정지) : 신호대기 등 정차시 엔진을 정지하여 연비 및 배기가스 절감