하이브리드 자동차

[성모세]

하이브리드 자동차

1. 개요

두가지 이상의 구동계를 사용하도록 만들어진 자동차. 대개는 종래의 석유(가솔린, 디젤)를 사용하는 엔진에 전기모터를 추가로 장비한 형태다. 일반적으로 엔진과 모터의 비율에 따라서 세 종류의 하이브리드로 구분된다. 보통은 연비를 높이기 위해 이러한 형태를 취한다. 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 전기차이지만, 거기에 기존 방식의 내연기관을 함께 갖추고 있기 때문에 순수하지 못한 전기차(하이브리드) 또는 순수하지 못한 내연기관 자동차(하이브리드)라 하여 하이브리드(잡종) 자동차라 하는 것이다.

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

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

2. 역사

하이브리드 차동차 기술은 보통 20세기 말에 태동했다고 알 것이다. 그러나 놀랍게도 19세기 후반에도 하이브리드 차량이 있었다. 1899년 페르디난트 포르셰가 내놓은 믹스테(Mixte)가 그것. 프랑스어로 '혼합된'이란 뜻으로 하이브리드와 뜻이 흡사한다. 4개의 바퀴마다 독립된 전기 모터가 독립적으로 구동되었다고 한다. 내연기관은 오직 전기만 충전하는 용도[1]였다고 한다.

믹스테는 최고 시속 50Km에 달했고 랠리에 참여해 기록을 세우기도 했으며 당대는 여러 구동기관이 난립하던 때여서 순수 전기 기관에서 증기 기관까지 온갖 자동차가 다 있었다.

2차대전 당시 독일의 전차들에도 접목되었는데 그 유명한 티거의 포르셰 프로토타입인 VK 45.01(P)와 사상 최중량의 전차인 초중전차마우스를 비롯하여 중구축전차인 엘레판트나 영국의 TOG도 하이브리드 기관을 가졌다. 70~80톤에 달하는 엄청난 중량을 감당할 기계식 내연기관 변속기를 만들기 어렵기에 궁여지책으로 택한 방식이다. 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 정도로 봐야 한다.

현재 가장 쉽게 찾아볼 수 있는 하이브리드 구동계통은 철도에서 찾을 수 있다. 전차선이 없는 비전화구간에서 운행되는 열차(기관차)는 디젤전기하이브리드 방식으로 구동된다. 자동차의 자동변속기와 같이 기계식 변속기가 탑재된 순수 디젤열차도 존재하지만, 운행 및 유지보수적 측면에서 모터를 이용한 전기 구동이 유리하므로 디젤전기 하이브리드 구동계통이 많이 사용되고 있다.

현대 하이브리드 자동차의 시초는 1997년에 출시된 토요타 프리우스이다. 프리우스가 등장했을때는 아직 배터리의 낮은 에너지 밀도가 해결되지 않았을 때였다. 충전 인프라 또한 부족했다. 석유파동 때문에 기존의 주유소를 이용할 수 있으면서도 높은 연비를 요구하며 친환경적인 차량을 요구하던 시장에 부합했던 것이다. 리튬 전지가 대중화된 지금도 배터리의 에너지 밀도 문제는 완전히 해결되지 않아 한동안은 하이브리드 차량을 만날 수 있을 것이다. 현재는 스포츠카 브랜드들도 혼다 NSX, BMW i8, 포르쉐 918 스파이더, 라페라리, 맥라렌 P1 등의 하이브리드 모델을 내놓고 있다.

3. 종류

3.1. 풀 하이브리드

토요타 프리우스의 하이브리드 엔진-모터-변속기 세트. 직병렬 하이브리드에 해당하며 모터 단독 작동을 위한 클러치가 있다. 최대 출력은 53kw이다.

엔진과 모터가 동력을 반씩 담당한다. 엔진만으로도 모터만으로도 달릴 수 있다. 직렬, 병렬, 직, 병렬하이브리드로 나뉜다.

직렬하이브리드는 엔진과 인버터, 모터가 직렬로 이뤄진 시스템으로 엔진은 직접적으로 차를 움직이게 할 수 없으며 디젤전기기관차처럼 엔진에서 발전기를 거쳐야만 모터를 구동할 수 있는 방식이다. 배터리의 충전과 모터의 구동이 동시에 가능하다.

병렬하이브리드는 엔진과 배터리구동의 계통이 따로 있는 시스템으로 엔진이 직접 차를 움직이게 할 수 있으며 모터도 따로 움직일 수 있다. 하지만 엔진이 발전기로 배터리 충전을 실시할때는 배터리가 모터를 구동할 수 없고, 배터리가 모터를 구동할때는 충전이 되지 않는다.

직병렬하이브리드는 두가지 방식의 혼용이다. 병렬하이브리드처럼 엔진이 직접적으로 자동차의 구동에 관여할 수 있고, 모터도 따로 움직일 수 있다. 모터가 구동중일때도 발전기를 이용해 배터리를 충전할 수 있다.

1997년에 출시된 프리우스에 채용된 시스템이다. 내연기관만 사용했을 때보다 최대 100% 가량 높은 연비를 보인다. 내연기관만 있을 때는 동력상 여러 약점이 있다. 자동차가 저속으로 움직일 때, 시동 중 잠시 정차했을 때, 내리막길을 갈 때 등은 내연기관의 동력을 허공으로 날린다. 그러나 전기모터가 적절히 보조하면 이런 약점이 보충된다.

풀 하이브리드의 장점은 매우 크지만 도요타 외 차량에는 한동안 거의 채용되지 못했다. 도요타가 특허권을 대거 보유하여 다른 회사들이 얼씬대지 못했기 때문이다. 하지만 시간이 흘러 다른 회사들도 요리조리 특허의 허점을 찾아내 나름의 방식으로 풀 하이브리드를 구현한다.

디젤 기관과는 궁합이 좋지 않다. 휘발유 기관보다 크기가 커서 전기 모터 계통까지 우겨넣기가 어렵다. 또한 디젤 기관은 휘발유 기관보다 최대효율 구간이 넓고 모터가 강점을 발휘하는 저속영역에서 디젤도 최고토크를 발휘하고[2], 디젤의 힘이 떨어지는 고속 영역에서는 모터도 힘이 떨어지므로[3] 차량 성능 효율 강화 목적으로는 궁합이 좋지 않다.

다만 가솔린 가격이 비정상적으로 높거나 석유 자체가 부족한 국가들의 경우에는 효율강화가 아닌 화석연료, 더 나아가 가솔린 그 자체의 절약을 목적으로 한 디젤-전기 하이브리드가 나올 수도 있긴 하다.

(직렬식 한정)변속기를 제거 할 수도 있고, 구하기 힘든 가솔린 대신에, 상대적으로 연료를 덜 까탈스럽게 가리는 디젤 엔진 특성상, 전시 상황 등에서 디젤유가 고갈 될 경우, 등유나 항공유를 들이붓거나, 최악의 경우 선박용 중유+첨가제 또는 세녹스 더 나아가서 폐식용유나 송근유를 들이 부워도 엔진 수명에 악영향을 끼칠지언정 일단 굴러는 가기에.. 수력/풍력/태양광/원자력 같은 화석연료에 의존하지 않는 발전소에서 발전한 전기를 뽑아 쓸 수도 있고..(플러그인의 경우)

주로 이 경우는 대형 시내버스/전차(탱크)/철도차량에서 이런 경우가 상당히 있다. BC211이라던가, 블루시티 [4] 라던가, 포르셰 티거라던가.

3.2. 마일드 하이브리드

BMW 엑티브리드의 하이브리드 모터-변속기 모듈. 최대 출력은 15kw이다.

엔진 동력이 기본이고 모터는 보조만 한다. 모터로만 구동이 불가능하다. 토요타의 풀 하이브리드 특허를 피하려고 많은 제조사들이 취한 방식. 최초로 적용된 차량은 BMW 1시리즈이다. 다만 BMW는 마일드 하이브리드라는 용어를 쓰지 않았고, 원리만 사용했다. 마일드 하이브리드에서 전기 모터는 동력을 그저 거들 뿐으로 홀로 작동하지 않는다. 그래서 연비절감은 최대 15% 가량에 그친다. 반면 저렴하고 설계가 간편하다는 장점이 있어, 방식에 따라선 생산비 100달러 정도로 연비 5% 정도를 상승시킨다고 한다.

스탑 앤 고 기능이 마일드 하이브리드를 대표한다. 신호 대기 등으로 잠시 멈췄을 때 시동을 완전히 껐다가 켜서 연료 낭비를 줄인다. 순수 내연기관 차량에도 적용된 기술이지만, 마일드 하이브리드가 채용된 차량은 이 동작이 부드럽게 작동되며 에어컨도 잘 나온다. 그 외는 설계시 엔진의 최대효율 구간을 상대적으로 유연하게 설정할 수 있어서 연비를 개선시키는 식이다. 풀 하이브리드에도 적용되지만, 에어컨이나 히터와 같은 공조시설, 편의시설에 필요한 전기를 분담할 수 있다. 기존에는 이에 필요한 동력을 순전히 엔진에서 부담해야했었다. 이들에 필요한 동력은 큰 편이며 필요한 전기 동력 량이 점점 증가되는 추세이므로 마일드 하이브리드의 적용 영역이 커질 수도 있을 것이다.

기존 설계안에서 간단하게 적용할 수 있어서 제조비가 낮다는 장점도 크다. 전기모터는 내연기관과는 반대되는 저회전시 토크가 강한 특성이 있고, 마일드 하이브리드는 이를 최대한 살리는 방식으로 발전 중이다. 2015년 현재 48V의 고전압 모터를 채용하여 더욱 소형화 되면서 특성을 잘 살리는 형태가 제시 된다. 이전에는 일반적인 내부 전원인 12V로 동작하는 모터가 주로 쓰였다. 자동차업계에서는 48V 시스템을 적용해서 출시한다면 일반 내연기관 차량과 하이브리드 차량의 중간성격을 띄는 성격을 지닌 것으로 알려진다. 디젤 하이브리드 차량은 주로 마일드 하이브리드로 개발 중이다. 디젤 기관은 휘발유 기관에 비해 출력 대비 크기가 크다. 그래서 구조가 간단하고 작은 마일드 하이브리드 적용 시 효율이 높다. 현대모비스에서는 2018년 48V 하이브리드 시스템을 양산한다고 한다.

2017년 들어서 48V 시스템이 최근에 주목받고 있다. 최근 자동차의 전장품 사용증가에 따른 문제 가능성이 존재하기 때문에 기존 12V시스템에서 48V 시스템으로 전환될 가능성은 크다. 물론 이 시스템을 사용하는 차량들이 전부 하이브리드화 되지는 않을것이다.[5]

여러 장점이 있지만 전기차와 풀 하이브리드 기술 사이에서 사라질 기술이라는 견해도 있다. 물론 디젤 하이브리드라는 방식이 있어서 아직까지는 수명이 남아있다고 볼 수 있다.

3.3. 플러그인 하이브리드

  이 문단은 PHEV · EREV(으)로 검색해서 들어올 수 있습니다.

GM VOLTEC PowerTrain의 이중 IPM BLDC 동기전동기 세트. 큰 모터는 구동모터이며, 작은 모터는 ISG(엔진에 시동을 걸때, 주행중에 전동기를 보조하는 역할을 하며 배터리가 방전됐을때는 발전기로 작동)이다. 최대 출력은 111kw(구동모터)+55kw(영구발전기→전동기 전환 시)이다. 저어기 체인을 통해 구동되는 디퍼런셜엔 바로 바퀴로 연결되는 샤프트가 들어간다!!!

전기차의 약점인 충전소 문제를 해결하기 위해 내놓은 전기차와 하이브리드의 혼합형태로, 접근방식은 크게 둘로 나뉜다.[6] 첫째는 기존 하이브리드 차량에 추가 배터리를 장착하거나 펌웨어를 트윅[7]하여 EV 주행거리를 더 확보한 형태다. 쏘나타 PHEV, 프리우스 프라임이 속한다. 둘째는 전기차의 파워트레인에 항속거리 증가를 위한 발전용 엔진을 단 형태다. 논란의 쉐보레 volt는 일반 PHEV와 구조가 상당히 다르며 (볼텍 파워트레인 도요타 시너지 드라이브랑 비슷한 부분은 다층클러치와 유성기어를 통해 동력을 혼합하는 도요타의 핵심 특허가 걸린 부분이다. 이 부분을 제외하면 꽤 차이가 난다. 특히, VOLTEC 시스템은 변속기가 없다. 그래서 엔진 동력을 주행에 바로 이용하기 위해선 상당히 높은 속도로 항속해야 엔진 시동이 꺼지지 않은 상태에서 동력 연결이 가능하다.) 전기모드를 주로 쓰도록 세팅되어 있다. 그래서인지 GM 측에서는 이를 EREV로 칭하고 있다. 실제 EREV는 i3 ranger extender 모델과 같이 주행에 엔진이 전혀 참여하지 않고, 엔진은 발전용으로만 쓰인다. 보통 PHEV가 전자고, 후자는 EREV(Extended Range EV, 주행거리 연장 전기차)라고 한다. 우리나라에서는 둘다 플러그인하이브리드로 분류하고 보조금 혜택도 동일하게 받는다.

플러그인 하이브리드의 단점은 전기차에 비해 부족한 EV 주행거리와 배터리 무게 증가로 인한 연비 저하, 그리고 가격 상승을 들 수 있다. 한국은 플러그인 하이브리드 차량에 대해선 500만원의 보조금이 지급된다. 그냥 하이브리드 차량의 보조금이 100만원이고 추가적인 제조사 할인을 감안하면 차이가 적다. 더 큰 문제는 순수 전기차처럼 자택이나 회사에 충전공간을 마련할 수 없다면 전기 충전소를 찾아서 이리저리 헤메야 된다는 점이다.

그럼에도 순수 전기자동차의 가장 큰 문제점인 짧은 주행거리[8]를 화석연료 기반 차량과 동등한 수준으로 만드는 장점이 있다. 배터리의 용량이 부족하면 그냥 주유소에서 기름을 채워서 그냥 하이브리드 차량처럼 운행하면 된다. 구동계의 신뢰성과 정비성 면에서도 PHEV가 순수 전기자동차보다 유리하며, 모터의 뛰어난 토크도 주행성을 개선한다. 엔진 구동 시의 진동은 어쩔 수 없지만 화석연료 기반 자동차보다는 평균적으로 적다. 빠른 배터리 교환/충전 기술이 나오기 전에는 전기자동차와 화석연료 자동차의 가교 역할을 하리라 기대된다. 하지만 지원금이 순수 전기차에만 몰려있고, 가격은 매우 비싼탓에 보급 속도는 순수 전기차보다 훨신 느리다.

4. 사용 기술

4.1. 회생제동

회생제동이나 KERS에도 관련 내용이 있지만, 간략한 설명이 없으니 속지 말자. 내연기관만으로 이루어진 차량은 브레이크를 잡을 때는 에너지가 마찰 에너지로 사라진다. 내리막을 갈 때 활용할 수 있는 위치에너지도 추가 동력으로 활용할 방안이 없다. 그러나 전기 모터가 있으면 전기 에너지로 저장할 수 있다. 전기 동력 기관이 있는 자동차에는 필수적으로 달리는 핵심 기술이다.

전기 모터는 종류에 따라서 구동기와 발전기 역할을 동시에 할 수 있다. 따라서 브레이크가 개입될 때 발전기로 구동시키면 마찰 에너지로 사라질 에너지가 전기 에너지로 변환된다. 다만 모든 형식의 하이브리드 자동차의 전기 모터가 발전기 역할을 담당하진 않는다. 구조에 따라서는 전기 모터와 발전기가 따로 달리기도 한다.

감속 중 모터가 발전기로 작동하는 동안에는 브레이크 개입이 덜 되므로 브레이크패드와 브레이크오일 교환주기가 길어져서 브레이크 계통 유지비도 줄어드는 이점이 있다. 또한 긴 내리막을 내려오는 경우 브레이크 과열 등의 불상사를 막을 수 있다.

다만 어느 정도 수준을 넘어서는 제동력이 필요해지면 회생제동만으로 제동을 감당해낼 수 없기 때문에 브레이크가 개입되는데 브레이크가 개입될 때 이질감을 호소하는 운전자들이 있다. 게다가 초반 제동이 기계식 브레이크에 비해 민감하게 걸리므로 브레이크를 살살 밟도록 조절하려면 여러번 몰아보며 적응해야 한다.

4.2. 배터리

예전에는 니켈 수소(Ni-MH) 계열이 주로 쓰였으나 점점 리튬이온(Li-ion)이나 리튬이온 폴리머(Li-ion polymer)로 대체되었다. 하이브리드 자동차와 전기 자동차의 배터리의 수명 문제는 소비자들의 주요 관심사이다. 때문에 제조사는 전지와 충전 알고리즘 개발과 개선에 많은 노력을 기울인다.

충전지는 보통 여러 개 셀로 이루어진다. 하나의 셀이 수명을 다 해도, 다른 셀이 작동하면 동작 시간만 떨어지고 정상적으로 작동한다. 배터리 셀 전체가 고장나는 일은 거의 일어나지 않는다.

리튬이온 배터리는 충전용량을 낮출수록 충전가능회수가 늘어난다. 가령 충전용량을 최대용량의 10% 이내로 유지하면 충전가능회수가 최대치에 달한다. 반면 충전량을 물리용량의 100%로 하면 충전가능회수가 최저로 줄어들어 사실상 충전지로써의 역할을 못 한다. 일반적으로 충전용량과 충전가능회수가 경제적으로 최대를 유지할 수 있는 지점은 물리적 충전용량의 50~80% 전후이다.

이러한 이유로 리튬 충전지의 최대 충전용량은 물리적 최대 용량의 90%정도로 제한된다. 과충전 되었다, 라는 뜻은 물리적 최대 용량에 가까워진다는 의미이며, 과충전 방지 회로가 이를 조절한다. 또한 물리적 최대 용량에 가까워질수록 화학적 불안정성이 증가하는 문제도 있다.

하이브리드 자동차의 배터리 구조나 충전 알고리즘은 제조자 기밀이 많아 알려진 자료가 많지 않다. 일반적인 리튬 이온 전지의 특성을 고려하면, 가능한 고르게 50~80% 충전 수준을 유지하는 형태라고 추측된다.

4.3. 앳킨슨 사이클

일반적으로 쓰이는 4행정 오토(otto) 기관에는 펌핑로스가 있어서 효율이 저하된다. 앳킷슨 사이클은 피스톤에 복잡한 움직임을 가지게끔하여 손실을 줄이도록 고안된 방식. 구조가 복잡하고 저회전시 토크와 최대 출력이 낮은 문제가 있었다. 그래서 1882년에 발명되었음에도 차량에는 거의 사용되지 않았고, 대형 선박이나 고효율 발전 시설에만 사용되었다.

하이브리드의 시대가 오면서 차량 분야에서도 빛을 보게 된다. 풀 하이브리드에서는 전기 모터가 어떻게든 도와주므로 효율 짱인 기관이 최고였던 것이다. 복잡한 구조도 전자제어를 통해 간략화되었다. 다만 출력 부족은 극복하기 쉽지 않다. 그럼에도 아반떼 등 순수 내연기관 차량에도 소수 탑재된 사례가 보인다. 자세한 내용은 링크 참조.

4.4. 유압식 하이브리드

배터리 대신에 유압을 사용하는 하이브리드. 유압회로는 전기회로와 유사한 부분이 많아서, 차량에도 비슷한 원리로 적용할 수 있다. 에너지 저장 매체가 원자 단위인가, 분자 단위인가의 차이일 뿐이다. 유압은 에너지 저장 밀도가 30% 정도로 낮다는 문제가 있지만, 상대적으로 저렴하고 가벼우며, 간단한 구조에 유지보수도 쉬운 편이라고 한다. 비싸고 취급이 까다로운 배터리와는 달리 매체인 질소 등만 보충하면 된다. 버스나 쓰레기 수거 차량 등 정차와 발차가 잦은 상용차에 적합하다고.

4.5. 토요타 FPEG

하이브리드 기술의 본가 토요타에서 만든 차세대 하이브리드 기관. 크랭크 사프트 등 복잡한 기계 구성 요소를 전부 치우고 피스톤에 발전기를 직결한 형태이다. 열효율이 매우 높고, 동력 손실이 거의 없다. 무게와 부피도 기존 내연기관과는 비교가 안 되게 줄어든다. 다만 제어가 극히 까다로우리라 예상되며 정교한 전자제어가 필요하다. 자세한 내용은 기사를 참조.

5. 장점

• 연비가 높고 오염물질 배출이 상대적으로 낮음 - 하이브리드 자동차의 내연 기관은 최대한 최대 효율 구간에서 작동하게끔 설계된다. 최대 효율 구간에서는 연료가 완전연소에 가깝게 이루어지므로, 상대적으로 깨끗한 배기가 이루어진다. 완전연소가 이루어지지 않는대도, 덜 먹으면 덜 싸기 마련이다.

• 소음이 적음 - 시동을 걸었을 때는 전기 모터로 구동되므로 소음이 거의 없다. 정속 주행시 소음도 다소 낮은 편이다. 하이브리드는 가능한 최대효율 구간에서 움직이려는 특성이 있다. 이렇게 되면 엔진 진동을 예측하기 쉽고, 상대적으로 소음 잡기가 쉬워진다. 또한 공차 중량이 일반 내연기관 자동차보다 무거운 이유도 있다.

• 유지비나 고장율 등은 알려진 만큼 과대하지 않음 - 구조적으로 전기 계통과 내연기관 계통이 부하를 나누어 가져서, 연료를 제외한 유지보수 비용이 상쇄되는 점이 있다. 가령 브레이크 소모는 하이브리드 차량이 훨씬 덜하고, 엔진은 가능한 최대효율 구간에서 작동되는지라 꽤 오랜 시간 컨디션이 잘 유지되는 편이다. 내구적인 문제도 20년 가까운 운용 실적으로 큰 문제점은 보이지 않는다. 물론 배터리 교체 시기가 오면 장점이 휙 날아가겠지만.

• 배터리가 들어가면서 무게는 늘어났지만 배터리가 위치하는 곳이 보통 시트 하단 또는 차 중심부이기 때문에 더욱 안정적인 차체 자세제어가 가능함 - 즉, 같은 섀시를 공유하는 차를 하이브리드로 내놓고 배터리 배치를 통해 무게중심을 낮추면 더 좋은 코너링을 얻게 된다.

• 가속력이 좋음 - 이는 전기 모터의 특성 때문이다. 연비에 중점을 둔 모델도 가속력이 좋으며, 렉서스(F모델 제외)나 인피니티등 고급 차종도 하이브리드 형식을 채용하는 추세다. 전기모터의 특성상 전기모터의 최대토크는 저RPM부터 바로 나오기에 엔진만 장착한 차종들보다 토크 곡선이 일정하고 가속력이 좋다. 렉서스 GS450h나 인피니티 Q50s 하이브리드 모델이 대표적으로, 동급 동배기량 차종보다 연비가 좋다. 퍼포먼스 위주 세팅도 연비가 일반 내연기관차량보다 우위에 있다.

• 정책적 혜택 - 엄밀히 말해 하이브리드차량의 기술적인 장점은 아니지만, 많은 나라에서 하이브리드 자동차와 같은 친환경 차량에게는 세금감면 등 정책적인 혜택을 주고 있다. (결국은 앞서 언급한 친환경적이라는 장점 덕택에, 상대적으로 비싼 차량 가격의 부담을 개인과 정부가 분담하는 것이라고 볼 수 있다) 대한민국의 경우 자동차 구입할 때 가장 부담되는 취득세[9]를 삼분의 일 가량 정부가 부담한다. 그리고 100만원을 한도로 개별소비세도 감면하고(조세특례제한법 제109조), 정부가 시행하는 채권 등에서 최대 200만원 정도 매입 면제가 된다. 그밖에도 공영주차장 요금 50% 감경, 남산 1,3호 터널 혼잡통행료 면제(서울 등록 차량으로 저공해차 전자태그 부착차량 한정, 타지역 차량의 경우 전자태그가 없으므로 해당사항 없다) 등의 쏠쏠한 혜택이 있다.
  또한 미세먼지로 인한 비상저감조치 시행 대상 예외 차량이다.

6. 단점

• 비싼 가격 - 구조가 복잡하고, 장치를 줄일 방법도 어렵다. 결과적으로 가격 하락은 한계가 있다. 2017년 현재도 하이브리드 차량은 동일 트림 차량에 비해 20% 이상 비싸다.

• 중량이 무거워짐 - 기존의 내연기관에 전기 주행을 위한 전기모터, 배터리까지 합쳐져니 그 무게가 만만치 않다. 늘어난 무게 때문에 최종적인 연비는 그다지 높아지지 않는다는 것이다. 다만 기술의 발달로 이는 개선되고 있다. 실제로 하이브리드 자동차에 대해 흔히 갖는 오해가 고속도로에서 일반 내연기관자동차보다 연비가 안좋다는 인식인데 최근에는 고속주행시 모터가 동력을 보조하고 상황에 따라 정속운행시에 모터로만 주행할 수 있게 함에 따라 고속주행시 가솔린 자동차보다 연비가 좋아졌다.[10]

• 배터리가 크고 아름다워서 트렁크 공간이 줄어듦 - YF 쏘나타가 대표적인 예. 하지만 제조사들은 차량 설계시 배터리를 뒷쪽 하부 공간에 위치시키는 등으로 적재용량을 최대한 확보한다. 하이브리드의 대표격인 프리우스는 해치백인데다 뒤쪽이 높은 쇄기형으로 디자인해서 적재용량이 일반 세단보다 오히려 더 크고 아이오닉도 2016년식 모델보다 17년식 모델이 기아 니로보다 트렁크 공간이 늘어났다. 최근에는 스페어타이어 공간에 배터리를 밀어넣어 공간을 확보하는 방향으로 설계되고 있다.

• 골목길 주행시 저소음으로 인한 위험 - 골목길에서는 보통 저속으로 주행하는데 저속영역에서는 모터로만 작동하므로 순수 내연기관 자동차보다 소음이 압도적으로 적다. 문제는 이로 인해 골목길을 지나다니는 사람들이 차가 근처에 지나가고 있다는 것을 알아채지 못한다는 것. 그나마 보행자가 마주보고 있을때는 스마트폰 보면서 걷는 상황이 아닌 이상 눈으로 보고 피할 수 있지만 차가 보행자 바로 뒤에 있는 상황이나 옆에 있는 상황에서는 정말로 알아채기가 어렵다.[11] 그래서 최근에는 저속 영역에서 가상주행음을 내는 차들도 나오고 있다. 만약 가상주행음이 없는 하이브리드자동차라면 골목길을 지날 때 행인이 근처에 있다면 차가 근처에 있다는 것을 경적 등으로 적극적으로 알릴 필요가 있다.

• 회생제동 브레이크의 민감함 - 하이브리드 자동차는 회생제동을 사용하여 브레이크를 걸면서 배터리도 충전하는 방식을 사용하는데, 이게 기계식 브레이크보다 민감하다는 문제가 있다. 일반 내연기관의 브레이크 밟듯 밟으면 급브레이크처럼 작용하는 것. 그래서 일반 내연기관보다 브레이크를 약하게 밟아야 한다. 다만 이는 단점이라기보다는 '차이점'이라고 보는 편이 타당하다.

• 배터리 그 자체의 기술적인 불안정성 - 이쪽은 순수 전기차와 궤를 같이하는 문제. 예전에 테슬라의 전기차 배터리가 발화하는 일이 문제가 된 적이 있다. 순수 전기차의 사례이긴 하지만, 결론적으로 모터 구동계통과 배터리를 갖는다는 점에서는 동일하므로... 또한 사고시에 일반 내연기관 자동차보다 사고충격에 (현재는 사실상 실질적으로는 차이가 없다고는 하나 이론적으로는) 더 위험하다. CNG 차량이나 LPG 차량의 가스통이 극단적인 사고 충격으로 인해 파열되는 경우의 상황과 마찬가지로, 배터리셀이 파열되어 리튬이 외부 공기와 접촉하게 될 경우 알칼리 금속의 강력한 반응성과 폭발력을 실감하게 될 수 있다. 휴대폰 배터리보다 용량이 무지막지하게 더 크므로... 갤럭시 노트 7 수천대를 한꺼번에 터트리면 된다고 보면 된다.

7. 하이브리드 자동차 모델

단종된 차량은 취소선 표시.

7.1. 한국

• 클릭 하이브리드

• 베르나 하이브리드

• 프라이드 하이브리드 - 클릭, 베르나와 프라이드 하이브리드는 공공기관에 납품된 차량이라 시판은 하지 않았다. 중고시장을 찾아보면 매물을 볼 수 있으나, CVT 수입품으로 수리비가 비싸니 구매자는 참고하여야 한다.

• 아반떼 하이브리드

• 포르테 하이브리드 - 아반떼와 포르테 하이브리드는 특이하게도 LPi엔진에 하이브리드를 적용했다. 위 3종세트와 달리 국산 CVT를 사용하였다.

• 아이오닉 하이브리드, 플러그인 하이브리드

• 쏘나타 하이브리드, 플러그인 하이브리드

• K5 하이브리드, 플러그인 하이브리드

• 말리부 하이브리드 - 국내 배기가스 규정을 충족하지 못하여 하이브리드 혜택을 받을 수 없다.

• 그랜저 하이브리드

• K7 하이브리드

• 니로 하이브리드, 플러그인 하이브리드

• 볼트(VOLT)

• 블루시티(CNG 하이브리드)

• BC211, FX116 클린디젤 하이브리드

7.2. 외국

7.2.1. 국내에 시판 중인 차량

• 토요타 프리우스

• 토요타 캠리 하이브리드

• 토요타 RAV4 하이브리드

• 렉서스 CT200H

• 렉서스 NX300H

• 렉서스 ES300H

• 렉서스 GS450H

• 렉서스 LS600H, LS600HL

• 렉서스 RX450H - 렉서스는 전 모델에 하이브리드 라인업을 갖추고 있다.

• 볼보 XC90 T8

• 혼다 어코드 하이브리드

• 혼다 인사이트

• 혼다 시빅 하이브리드

• 혼다 NSX 2세대 - 아큐라 뱃지를 달고 출시되기도 하기 때문에 아큐라 NSX라고도 불린다.

• 인피니티 Q50 하이브리드

• 포드 퓨전 하이브리드

• 링컨 MKZ 하이브리드

• 벤츠 S400 하이브리드L

• BMW 액티브 하이브리드 X6

• BMW 액티브 하이브리드 7

• BMW 액티브 하이브리드 5

• BMW 액티브 하이브리드 3 - X6, 7, 5, 3은 각각 하이브리드 메커니즘이 다르다.

• BMW i8

• 포르쉐 918 스파이더 - 포르쉐 최초의 하이브리드 슈퍼카. 유럽연비 기준 33.3km/L라는 경이로운 연비를 가진다. 국내에는 4대가 판매계약이 완료되었다고 한다.

• 포르쉐 파나메라 S 하이브리드

• 포르쉐 카이엔 S 하이브리드

• 포르쉐 파나메라 4 E-Hybrid

• 랜드로버 레인지로버 하이브리드

• 랜드로버 레인지로버 스포트 하이브리드 - 랜드로버의 가솔린 하이브리드 모델은 이 2가지뿐이고, 나머지는 전부다 디젤 하이브리드이다. 판매량은 폭망...

• 닛산 무라노

7.2.2. 국내에 들어오지 않는 차량

• 포르쉐 918 Hybrid [12]

• 토요타 프리우스, 캠리, RAV4를 제외한 모든 하이브리드 모델[13]

• 혼다 NSX

• 아우디 A6 하이브리드

• 푸조 3008 하이브리드4, 508 RXH

• 라페라리

• 맥라렌 P1

• 토요타 다이나 하이브리드

• 미쓰비시 후소 캔터 하이브리드

• 이스즈 엘프 하이브리드

• NBfL - 런던의 2층버스이다.

• 알렉산더 데니스의 일부 버스

• 코닉세그의 하이브리드 슈퍼카 레게라

[1] 현재의 EREV(주행거리 연장 방식 전기차)와 같은 구동 방식이다. 대표적인 예시는 쉐보레 볼트 하이브리드

[2] 디젤은 저rpm에서 최고효율이 나오고 모터는 처음부터 최고토크가 나온다. 가솔린의 경우 저속에서 효율이 떨어지므로 모터가 개입할 수 있는 영역대가 넓지만 디젤은 그렇지 않다.

[3] 디젤은 고속에서 분사조절이 어려워지므로 가솔린에 비해 고속영역 효율이 떨어진다. 모터도 특정 rpm을 넘어가면 토크가 급격이 떨어지고 잘못하면 모터가 아예 죽어버린다. 가솔린 기관과 모터의 궁합이 가능한 이유는 모터의 효율이 떨어지는 구간이 바로 가솔린이 최대효율을 내는 구간이기 때문

[4] 이쪽은 CNG이지만 엔진 특성이 디젤과 유사하다.

[5] 아무리 마일드 하이브리드라도 배터리 용량은 어느정도 확보되어야 하기때문이다. 마일드 하이브리드 기능은 어디까지나 일부 차량에 적용될 가능성이 크다.

[6] 초창기에는 EREV 가 먼저 이 개념을 들고왔지만 PHEV 진영에서 물타기를 하고 난 이후론 아몰랑 상태인게 현실

[7] 보통 동일한 HEV 차량에 전기 충전구를 추가하고 운전자가 언제라도 EV 전용 모드를 켜고 끌 수 있도록 스위치를 붙이는 정도이다.

[8] 하지만 테슬라의 전기차는 배터리 용량을 대폭 늘리면서 해결 (다른 EV에 비해 배터리용량이 넘사다). (100kWh 트림기준) Model X는 완충시 대략 300마일(대략 480km), 그리고 Model S는 330마일(530km) 정도를 주행이 가능하다!!

[9] 최근 부동산과 함께 취득세를 개정하면서 기존 등록세를 취득세에 포함시키고 취득에 관련된 등록세를 없앴다. 그래서 취득 시에는 등록세는 없다. 이미 취득세에 포함되어 있기 때문이다.

[10] 아직까지는 고속도로 주행 연비만 놓고 보면 디젤이 하이브리드와 비슷하거나 조금 더 좋기 때문에 고속도로를 주로 주행하는 사람들에게는 하이브리드보다는 디젤을 권하는 경향이 있다.

[11] 실제로 골목길에서 주행하다보면 안비켜주던 행인들이 뒤에서 경적소리를 듣고 '어? 뒤에 차가 있었어?'라는 반응을 보이는 경우가 많다.

[12] 참고로 국내에 딱 1대만 존재한다. 정식수입은 아닌거 같으나 개인이 직수입했거나 업체에 맡긴 것일수 있다.

[13] 토요타의, 아니 일본차의 최고기함인 토요타 센추리도 포함. 일본은 고급차들도 하이브리드로 만들거나 하이브리드 버전을 만들 정도로 하이브리드 기술이 가장 많이 쓰이는 나라라는 것을 알아두자.