친환경 차량의 종류

세계의 자동차 업계의 가장 큰 화두는 친환경이다.

각 나라의 완성차업계들은 친환경 차량 개발 및 출시에 여념이 없다.

이번 포스팅에서는 친환경 차량이 무엇인가에 대하여 얘기해보고자 한다.

친환경 차량은 기존의 내연기관 차량 대비 배출되는 배기가스를 저감 시킴으로써 보다 환경 친화적인 차량을 말한다.

요새는 이 의미에서 조금 더 확장되어, 차량을 생산하는 과정에서 배출되는 유해물질까지 기존의 생산 방식 대비 저감 하는 것을 목표로 잡기도 한다.

그렇다면 친환경 차량의 종류에는 무엇이 있을까?

크게 2가지 부류로 나누어 볼 수 있다.

'하이브리드 자동차' 와 '전기 자동차'이다.

여기서 한 가지 궁금증이 생긴다.

요즘 기사에 자주 나오는 수소연료전지 자동차는 어떤 부류에 속하는 것일까?

이름만 보아서는 '전기 자동차'라고 생각하기 쉽지만, 엄밀히 말해서는 '하이브리드 자동차'라고 보아야 한다.

친환경 차량의 종류에 대하여 보다 자세히 알아보자.

 

친환경 차량

1. 하이브리드 차량

1) 마일드 하이브리드 (Mild Hybrid Electric Vehicle / MHEV)

2) 풀 하이브리드 (Full Hybrid Electric Vehicle / FHEV)

- 하이브리드 (Hybrid Electric Vehicle)

- 플러그인 하이브리드 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

- 수소연료전지 차량 (Fuel-Cell Electric Vehicle / FCEV)

2. 전기 차량

1) 순수 전기 차량 (Electric Vehicle / EV)

2) 주행거리 연장 형 전기 차량 (Extended-Range Electric Vehicle / EREV)

 

1. 하이브리드 차량

'하이브리드'라는 단어의 뜻은 무엇일까?

ko.wikipedia.org/wiki/%ED%95%98%EC%9D%B4%EB%B8%8C%EB%A6%AC%EB%93%9C

하이브리드 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

구글에서 '하이브리드' 라는 단어의 뜻을 검색하면 위와 같이 '특정한 목표를 달성하기 위해 두 개 이상의 요소가 합친 것'이라고 한다.

하이브리드 자동차는 차량의 구동력을 확보하기 위하여 두 가지의 에너지원을 장착한 차량을 의미한다.

기본적으로 현재 양산되고 있는 하이브리드 차량에는 '엔진'과 '모터'를 장착하게 된다.

하지만 이러한 하이브리드 차량에도 각 에너지원의 차량 구동 참여도에 따라 2가지 종류로 구분할 수 있다.

바로 '마일드 하이브리드(MHEV)'와 '풀 하이브리드(FHEV)'로 나뉠 수 있다.

 

1) 마일드 하이브리드(MHEV)

단어에서 알아볼 수 있지만, 풀 하이브리드 대비 모터의 참여도가 낮은 시스템을 말한다.

일반적인 풀 하이브리드 시스템에서는 모터만을 이용한 EV 모드 주행이 가능하지만, 마일드 하이브리드 시스템에서는 이 같은 주행이 불가능하다.

모터는 단지 엔진 시동 등의 제한적인 조건에서만 참여를 하게 된다.

가장 큰 장점은 기존에 생상되던 내연기관 시스템에서 큰 변경 없이 시스템 형성이 가능하다는 점이다.

완성차 업체 중 마일드 하이브리드 시스템을 전 트림에 출시하는 업체에는 대표적으로 볼보가 있다.

Volvo XC90 MHEV

(출처:www.volvocars.com/uk/v/cars/xc90) 

 

2) 풀 하이브리드(FHEV)

마일드 하이브리드 대비 모터가 차량의 구동에도 직접 참여하는 시스템을 말한다.

모터로만 차량 주행이 가능하며, 필요시에는 엔진과 함께 구동력을 제공할 수도 있다.

풀 하이브리드에서는 다시 3가지의 종류로 나눌 수 있다.

우리가 흔히 말하는 일반적인 '하이브리드 차량(HEV)'과 '플러그인 하이브리드 차량(PHEV)', '수소연료전지 차량(FCEV)'로 볼 수 있다.

'하이브리드 차량'은 말 그대로 엔진과 모터를 사용하여 차량을 구동시키는 시스템을 말한다.

배터리의 경우 엔진을 사용하여 충전을 하기 때문에 일반적인 내연기관 차량처럼 주유소에서 기름만 채워주면 된다.

기존 내연기관 시스템에서 약간의 변경으로 큰 연비 상승 효과를 얻을 수 있기 때문에 많은 제조사에서 출시하는 시스템이다.

대표적으로 현대자동차의 아반떼 하이브리드 등이 해당된다.

현대 아반떼 HEV 의 구동시스템 구성도

(출처:www.hyundai.com/kr/ko/e/vehicles/avante-hybrid/intro)

 

'플러그인 하이브리드 차량'의 경우, 일반적인 '하이브리드 차량' 대비 모터 주행에 더 비중을 많이 둔 시스템이다.

따라서 배터리의 용량이 클 뿐 만 아니라, 외부에서 충전이 가능하도록 되어 있다.

'하이브리드 차량' 대비 EV 주행 가능 거리가 월등히 높다.

대표적으로 BMW 에서 전 모델의 플러그인 하이브리드 버전을 출시한다.

BMW 530e PHEV

(출처:www.bmw.co.uk/en/all-models/5-series/saloon/2020/technical-data.html)

 

마지막으로 '수소연료전지 차량'의 경우 모터로만 주행하는 시스템이다.

여기서 의문이 생긴다.

그렇다면 '수소연료전지 차량'은 전기자동차가 아닌가?

하지만 하이브리드 차량의 의미를 다시 생각해보자.

차량의 구동력을 확보하기 위하여 두 가지의 에너지원을 장착한 차량이라고 했다.

수소연료전지 차량에는 '수소연료전지'와 '모터(배터리)'가 장착된다.

즉, 위에서 설명한 하이브리드 차량의 '엔진' 역할을 '수소연료전지'가 대체한다고 생각하면 된다.

대표적인 양산 모델로는 '현대자동차 넥쏘'와 '도요타 미라이'가 있다.

현대 넥쏘

(출처:www.hyundai.com/kr/ko/e/vehicles/nexo/intro)

 

도요타 미라이

(출처:toyota.jp/mirai/?padid=from_tjptop_menu_mirai)

2. 전기 차량 (EV)

전기 자동차는 요즘 많은 화두가 되고 있는 시스템이다.

굳이 나누자면 2가지로 나눌 수 있는데, '순수 전기 차량(EV)'과 '주행거리 연장형 전기차량(EREV)'으로 나눌 수 있다.

 

1) 순수 전기 차량(EV)

우리가 뉴스나 기사에서 자주 접할 수 있는 일반적인 전기 차량을 말한다.

배터리와 모터만을 탑재하여 주행하며, 기존 내연기관 차량뿐만 아니라 하이브리드 차량 대비 차량 구동에 참여하는 요소가 적기 때문에 차량 내부 공간 확보에 더 유리하다는 장점이 있다.

또한 엔진이 없기 때문에 진동이나 소음 측면에서도 기존의 내연기관 차량 대비 훨씬 더 정숙성이 뛰어나다는 장점도 가지고 있다.

대표적인 양산 업체로는 요즘 화두가 되고 있는 테슬라가 있다.

Tesla Model S

(출처:www.tesla.com/)

 

2) 주행거리 연장형 전기차량(EREV)

일반적인 전기 차량은 배터리의 충전량이 줄어들면 차량을 멈추고 충전해야 한다.

이를 해결하기 위하여 차량에 작은 엔진을 탑재하여, 차량이 운행 중에도 엔진을 사용하여 배터리를 충전시킬 수 있도록 한 시스템이다.

기존 '전기 차량(EV)' 대비 배터리 충전에 대한 압박이 적다는 장점이 있다.

다만 '하이브리드 차량(HEV)'과 마찬가지로 엔진이 탑재되기 때문에, '순수 전기 차량(EV)' 대비 소음과 진동이 발생한다는 단점도 가지고 있다.

BMW 의 i3 모델이 이와 같은 시스템을 구성하고 있다.

BMW i3

(출처:www.bmw.co.uk/en/all-models/bmw-i/i3/2020/highlights.html)