하이브리드자동차는 왜 모터와 엔진을 둘 다쓸까?

 BEV라는 분류를 저번글에서 이야기한 만큼 이번에는 플러그인 하이브리드와 마일드하이브리드를 가지고 이야기해 보겠다.

이야기에 들어가기 앞서 하이브리드라는 차는 뭘까?

 하이브리드(hybrid) 잡종이나 혼종 이종을 뜻하는 단어로 어렵지 않게 생각한다면 아 전기차와 내연기관차를 합쳐놓은 혼종이겠구나부터 이야기를 출발해 보겠다.

하이브리드 자동차라는 개념은 새로운 개념은 아닌 것이 사실 기존 내연기관 자동차 또한도 모터를 사용했다.

아마 자동차에 한 번이라도 시동을 걸어본 사람이라면 부우웅 소리를 내고 나서 시동이 걸리고 겨울에 배터리가 방전이 되면 시동이 안 걸리는 경험이나 이야기를 한 번은 들어봤을 것이다.

 이는 스타팅모터라고 엔진을 작동시킬 때 초기에 단순 엔진만으로 작동이 힘들기에 초기에 동력을 제공해 주는 모터가 내는 소리로 시동용으로는 12V의 전기모터를 쓰는구나 정도의 개념을 인지하고 가자

그렇다며 그놈의 하이브리드카는 뭘까?

기존에 자동차가 12V배터리에 스타팅모터를 사용해 시동을 걸었다면 이를 좀 더 잘 사용할 순 없을까?라는 의문에서 출발해 모터의 크기를 키워 같이 사용하면 안 될까?라는 관념에서 출발했다.

아 그럼 일단 하이브리드자동차란

모터와 엔진을 같이 사용하는 잡종자동차

정도의 개념을 잡고 가면 될 것이다.

그렇다면 굳이 모터와 엔진을 둘 다 사용하게 된 연유 해 대해 생각해 보자.

모터와 엔진을 둘 다 사용하는 이유

이문단의 경우 내용자체가 조금 전문적인 분야니 어려운 분들은 마지막 두 문단만 읽어도 좋다.

모터 효율맵 출처 HBK

 우선 이 표를 보자 전기자동차 모터의 효율맵이란 그래프로 어떤 운전지점에서 모터가 효율적인가에 대한 그림이다. 

 물론 실제로 한 장만 보고 하는 게 아니라 제어를 위하여 전류별로 저 그림을 그려 3D로 나타내 아래와 같은 형상으로 최적운전점을 찾는 무한반복작업을 하지만 일단 우리 확인하기에 저출력 지점에서 높은 형상을 가지는 걸 확인할 수 있다.(이는 약계자제와 연관되어지지만 일단 이 부분은 나중에 다루도록 하고)

엔진의 효율맵

엔진의 효율맵을 보게 된다면 어? 모터랑 다르게 고출력에서 효율이 높네 라는 사실을 확인할 수 있다.

 자그렇다면 이야기를 진행해 보자 우리는 지금까지 모터의 율은 저출력지점 엔진의 효율은 고출력 지점에서 높다.라는 사실을 확인하였고 그렇다면 고출력지점에서는 엔진이 저출력을 원하는 지점에서는 모터가 작동하면 최대효율로 운전할 수 있는 거 아닐까?라는 생각이 자연스레 따라온다.

훌륭하다 이것이 하이브리드차의 가장 기본적인 구동방식으로 저출력 지점에서 모터가 고출력을 필요로 하는 지점에서 엔진이 힘을 쓴다 정도의 개념에서 제어를 시도한 것이 하이브리드 카의 가장 기본적인 콘셉트이라 생각하자

 물론 위의 정의와 발전과정에서 많은 논란 동력분기 시 직병렬부터 수많은 논란이 존재하는데 그 부분은 다음글에서부터 자세하게 다뤄보도록 하겠다.