플러그인 하이브리드
전기차와 하이브리드차의 완벽한 컨버전시
‘친환경차’의 놀라운 진보만큼이나 이를 보는 세간의 기준도 계속 진화하고 있습니다. ‘친환경차’에 대해 소비자들이 기대하는 수준이 그만큼 높아졌다는 의미입니다. 주행 거리도 더욱 길어져야 하고, 처음 친환경차를 접하는 운전자도 기존의 차와 다르지 않은, 이질감 없는 주행감을 기대합니다. 그러면서도 내연 기관 수준의 강력한 힘을 가져야 하고, 초기 하이브리드 차량의 대용량 배터리 때문에 양보해왔던 공간도 놓칠 수 없다고 말합니다.
디트로이트 모터쇼는 매년 세계 자동차 시장의 트렌드를 가늠할 수 있게 해주는 행사로 알려져 있습니다. 2015 디트로이트 모터쇼에서의 화두도 단연 친환경차였습니다. 기존의 흐름이 엔진과 전기 모터를 기반으로 한 하이브리드 모델 중심이었다면, 이제는 하이브리드의 장점을 고스란히 이어가면서도, 외부로부터의 전기 충전이라는 효용을 더한 플러그인 하이브리드(PHEV)로 확장되었음을 엿볼 수 있었습니다. 그 중심에서, LF 쏘나타 플러그인 하이브리드 (이하 쏘나타 PHEV) PHEV가 최초로 그 모습을 선보였습니다. 친환경성과 역동성이라는, 과거 대립되는 단어라 여겨졌던 두 가지를 모두 잡아낸 새로운 친환경 파워트레인 차량입니다.
플러그인 하이브리드는 일반 연료 엔진과 전기 모터라는 두 가지 구동 방식을 함께 적용한 하이브리드차(HEV)의 장점을 취하면서도, 배터리를 전기로 충전해 사용하는 전기차(EV)의 장점을 결합해 주행거리까지 늘린 효율적 친환경 차량입니다. 기존 모델들보다 더 큰 용량의 전기 배터리를 탑재해, 주행 거리뿐만 아니라 주행 성능에서도 굉장한 파워를 보여줍니다.
바로 이런 매력 때문에 플러그인 하이브리드가 아직 세계 친환경차 시장에서 차지하는 비중이 5%에 불과하지만 빠른 속도로 확산되어 가고 있습니다.
플러그인 하이브리드 차량은 전기차 모드와 하이브리드차 모드를 모두 운용하기 때문에, 도로 상황과 운전자의 컨디션 등에 따라 자연스럽게 모드를 전환하는 것이 핵심입니다. 현대자동차의 플러그인 하이브리드차는, 전기차 모드로 주행하는 동안에도 급가속이 필요하면 엔진이 작동되도록 설계해 운전의 즐거움이나 위급 상황의 안전성까지 고민했습니다.
6단 자동변속기로 차속 간에도 동일한 응답성을 보여주고, 엔진 토크를 즉시 안정되도록 했습니다.
안전성과 효율성의 극단, 현대자동차 PHEV의 배터리 시스템
우리가 일상에서 사용하는 많은 전자장비들에게 자유를 부여한 것은 다름 아닌 배터리였습니다. 더 이상 전기 콘센트 근처에서 전선을 연결해놓을 필요가 없어졌기 때문입니다. 더 나아가, 리튬이온폴리머 배터리가 개발되면서 전자장비의 이동성은 또 한 번 획기적인 변화를 맞이했습니다. 두텁고 무거웠던 노트북은 슬림한 디자인으로 탈바꿈할 수 있었던 이유도 여기에 있습니다. 리튬이온폴리머 배터리는 친환경 자동차의 진보에도 큰 역할을 했습니다.
친환경 자동차가 이 배터리를 이식하게 되면서 이제는 굳이 엔진을 사용하지 않고도 전기 모터만으로 일정 거리를 주행할 수 있게 되었습니다. 통상적으로 친환경차가 사용해왔던 니켈수소 배터리를 거부하고, 현대자동차가 배터리 전문제조사와 만들어낸 리튬이온폴리머 배터리는 용량이나 성능 면에서 월등한 성능을 보여줍니다.
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2개의 배터리팩, 4중 안전 설계
LF쏘나타 PHEV는 이 리튬이온폴리머 배터리를 2팩으로 나누었습니다. 한 개는 리어시트 뒤에, 한 개는 스페어타이어웰 내에 탑재해, 하이브리드차나 전기차의 취약점으로 여겨졌던 트렁크 공간까지 확보해냈습니다. 이렇게 2개의 팩으로 나누었을 때 발생할 수 있는 안정성 문제도, 배터리 제어기와 냉각 시스템을 별도로 개발해 최적의 제어를 해냅니다. 또, 분리막 세라믹 코팅, 수동 보호 구조, 배터리 전용 제어기, 안전 수리 서포트 등 4중 안전 설계를 통해 혹시나 있을 사고에도 철저하게 대비하고 있습니다.
이뿐만이 아닙니다. 배터리는 화학제품이기 때문에, 어쩔 수 없는 노화 과정과 퇴화를 거치게 되는데, LF쏘나타 PHEV는 충분한 내구성을 확보해, 일반적인 조건에서 지속적으로 사용이 가능하고, 혹시나 모를 고장에 대해 10년 20만 km 내에는 무상으로 보증 수리가 가능합니다. -
감전과 방전 차단 신기술 적용
극한의 충돌을 거친 LF 쏘나타 PHEV는 북미 충돌 안전 규제를 통과했습니다. 차량의 두뇌에 해당하는 메인 제어기와 파트별 제어기들이 항상 전력 흐름을 모니터링하고, 충돌이 일어나면 에어백 시스템과 연계돼 즉시 전원이 차단됩니다. 배터리 고전압 부분에는 누구도 임의로 접근할 수 없도록 설계되었고, 침수가 일어날 경우에는 배터리가 내부적으로 방전되어 감전사고를 방지합니다. 또 일반적으로 방치되면 자가 방전되는 일반 납산 배터리와 달리, 리튬이온폴리머의 강점을 십분 발휘해 60일 이상 오래 방치되더라도 5% 미만의 자가 방전율을 보입니다.
완속 충전기로 매력을 더하다
집에서 자동차를 충전하는 모습을 머지않아 볼 수 있게 됩니다. 기존 하이브리드와 마찬가지로 연료와 전기로 구동되는 시스템이지만, 현대자동차의 플러그인 하이브리드차에는 충전 포트가 있어, 원하는 대로 전기를 충전해 사용할 수 있다는 매력이 있습니다. 현대자동차가 독자적으로 개발한 탑재형 완속충전기(On Board Charger, OBD)로 외부 AC 전원을 DC 전원으로 변환해 고전압 배터리에 공급할 수 있습니다. 퇴근 후 충전기에 꽂아두면, 아침에 완충된 상태의 차로 출근할 수 있다는 이야기지요.
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