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자동차

하이브리드 자동차의 장점과 단점

by 까몽이 2020. 6. 30.




안녕하세요. 까망이입니다. 오늘은 하이브리드 자동차의 장단점에 대해 간략하게 설명해 드리겠습니다. 우선 하이브리드 자동차는 앞선 포스팅에도 설명해 드렸지만, 2가지 이상의 동력원을 사용하는 자동차입니다. 대게 자동차는 내연기관으로써 가솔린과 디젤을 이용한 자동차가 대부분이었지만 요즘은 내연기관에 전기 배터리와 전기 모터를 같이 사용하는 하이브리드 자동차가 유행이자 필수적으로 사용되고 있습니다.


하이브리드 자동차의 장점으로 가장 큰 점은 역시 연비 부분입니다. 하이브리드 전기 자동차는 모터의 장점과 엔진의 장점이 잘 어우러져 적은 연료를 이용하고도 최적의 효율을 내게 됩니다. 즉, 모터와 엔진의 우수한 분야를 잘 조합하여 종합적인 효율을 향상시키기 위함입니다.


엔진과 모터는 자동차를 주행시키는데 필요한 토크를 발생시키는 방법이 서로 다릅니다. 정기 상태에서 출발하고 가속과 감속을 계속적으로 반복하며, 일정한 속도로 주행하기 위해서 일반적으로 엔진은 1,000rpm 아래에서 부터 높게는 7,000rpm 까지도 일반적으로 내게 됩니다. 자동차의 주행소독를 제로부터 지속적으로 올릴 때 엔진을 이용하기에 자동차는 시동을 켠 이후 지속적으로 엔진에 부하를 주게 됩니다. 본래 엔진이란 회전수에 관계없이 토크가 수평적인 특성을 나타내도록 되어 있지만 출력의 관계로 인해 최대 토크를 발생하는 엔진 회전수는 2~3,000rpm, 경우로 이루어져 있습니다. 하지만 자동차를 조금 아시는 분들은 아시겠지만 토크가 가장 필요한 부분은 사실 막상 출발할 때입니다. 하지만 앞서 말씀드렸다시피 자동차의 최대 토크는 일정 rpm이 되야 다다르게 되므로 출발 할 때는 다소 아쉬운 부분이 있습니다.


하지만 모터는 토크가 0의 상태에서 출발, 작동하자마자 엄청난 최대 토크에 가까운 토크를 발생시킬 수 있습니다. 모터는 회전하기 시작할 때 최대 토크를 발생하므로 자동차가 출발하는 순간에 필요한 동력을 즉시 공급할 수 있기 때문에 출발할 때는 주로 모터를 이용하여 최대 토크로 빠른 가속력을 내고, 어느 정도 이상의 주행속도에 도달하게 되면 엔진의 동력을 이용하여 연비를 절감할 수 있게 되는 형식입니다. 이는 단적인 예로 도심에서 자동차를 운전할 경우 가솔린 엔진은 자동차의 주행속도를 어느 정도 유지하지 못하면 실주행 연비가 상당히 좋지 않다는 것을 알 수 있습니다. 이는 도심 주행 특성상 최대 토크를 낼 때 까지 주행 속도를 올리고 또 그것을 유지하기 쉽지 않기 때문에 그렇습니다. 이러한 부분에 있어 모터를 이용하는 하이브리드 자동차는 연비가 좋을 수 밖에 없게 됩니다. 


또한 하이브리드 자동차는 엔진의 효율을 향상시킬 수 있습니다. 엔진의 회전수가 낮으면 배기가스의 유해 배출량이 많다는 것이 단점입니다. 특히나 정지 시점에서 출발할 때는 유해 배기가스가 극단적으로 증가합니다. 가솔린 엔진의 경우는 아이들링 상태일 때 배기가스를 얼마나 정화시킬 수 있는가가 배기 성능을 많이 좌우하게 됩니다.


하지만, 모터를 동력으로 사용한다면 엔진의 성능을 그에 맞춰 설정함으로서 엔진 자체의 효율을 상당히 향상시킬 수 있게 됩니다. 다시 말하자면, 하이브리드 자동차에서 모터는 모터가 엔진보다 효율을 충분히 낼 수 있는 부분에서 잘 사용되기 때문에 되려 엔진의 효율을 향상시키게 됩니다. 이는 앞선 장점인 연비의 효율이 올라 간다는 것과 같은 이치라고 볼 수 있습니다.


이렇게 많은 하이브리드 자동차의 장점에도 물론 단점이 있습니다.. 모든 것은 항상 좋을 수만 없다는 것은 만고의 진리입니다. 하여 단점도 충분히 숙지해야 할 필요가 있습니다. 하이브리드 전기 자동차는 우선 가격이 내연기관 대비 상당히 비쌉니다. 하이브리드의 장점인 연비가 실질적으로 이득을 보려면 최소 10년 이상은 타야 내연기관 대비 더 경제적이란 말이 있습니다. 


또한, 일반 내연기관 자동차 대비 전기 모터, 전기 배터리 등 전기 동력을 사용하기 위한 다양한 장치들이 추가되어야 하고 이로 인해 자동차가 상당히 복잡해지고 무거워 집니다. 이는 정비성에 있어서 많은 손해를 보게 되고 공간 또한 효율적으로 사용하기가 상대적으로 어려워 집니다.


추가로 배터리는 소모품이고 그 비용이 상당히 비싸기 때문에 이러한 경제적인 부분을 해결하지 않으면 완전한 실용화는 아직 어렵다고 볼 수 있습니다. 현재도 정부에서 지원을 해줘야 그나마 경쟁력 있는 가격대의 자동차가 되지 정부의 지원 없이는 아직도 상당히 비싼 편에 속하게 됩니다.

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