하이브리드라 쓰고 '카미네이터'라 읽는다

친환경차 어디까지 왔나<상>

-LF쏘나타 클러치 연결 0.6초로 줄여
-연비는 기본… 고속 주행감도 뛰어나
-도요타·GM 등과 치열한 격전 예고

[아시아경제 최대열 기자] 1997년 세계 최초의 양산형 하이브리드차 도요타 프리우스가 나온 이후 20년 가까이 지난 오늘, 동력계통에 대한 끊임없는 연구를 거쳐 다양한 친환경차가 시장에 나와 있다. 충전이 가능한 플러그인 하이브리드(PHEV)를 비롯해 모터로만 달리는 전기차, 수소연료전지차(FCEV)가 대표적으로 꼽힌다. 2회에 걸쳐 친환경 자동차의 특징을 알아본다.

공해를 덜 일으키는 환경친화적인 차를 타는 일은, 아직까진 선택의 문제일지 모르지만 머지않아 필수가 될 전망이다.

지금은 차의 연비를 따져 더 경제적인 쪽을 택하거나 혹은 시대를 앞서가는 트렌드를 좇아 친환경차를 고를 법도 하다.

그러나 국내는 물론 전 세계 주요 국가에서 환경규제가 촘촘해지고 있는 현실은 상당수 운전자를 친환경차로 몰아 세우고 있다.

당장 올해부터 국내에도 적용되는 유로6와 같은 자동차 배기가스 규제는 충족하지 못하는 자동차 제작사에 아예 차를 팔지 못하도록 하고 있다. 환경을 고려하지 않는다면 차를 만들 생각도 말라는 얘기다. 파는 곳이 없으니 당연히 살 수도 없게 된다.

시장조사기관 IHS에 따르면 지난해 전 세계 친환경차(하이브리드+PHEV+전기차+FCEV)시장 규모는 225만여대로 추산된다. 지난해 전 세계에서 팔린 완성차가 8383만대 정도인 점을 감안하면 3%에도 못 미치는 수준이다. 그러나 향후 증가속도는 가파를 것으로 예상된다. 각 국의 규제가 강화되고 있어서다. IHS는 2020년이면 지금의 3배 가까운 637만대 수준으로 늘어날 것으로 내다봤다. 글로벌 완성차시장 규모가 매해 3~4% 수준으로 전망되는 점을 감안하면 몇 배나 빠른 속도다.

LF쏘나타 하이브리드

◇가장 먼저 상용화된 하이브리드, 당분간 주도권= 하이브리드는 사전 정의 그대로 2개의 동력장치를 복합적으로 활용하는 방식이다. 기존 화석연료를 쓰는 엔진에 배터리의 전력원으로 굴리는 모터가 합해졌다. 하이브리드는 크게 하드타입과 소프트타입으로 나뉜다. 하드타입은 모터만으로 주행 가능한 방식으로 도요타와 현대기아차, 제너럴모터스(GM) 등이 택했다. 소프트타입은 항상 엔진과 모터가 함께 구동한다.

점유율 1위 도요타는 하드타입 가운데서도 복합형을 써왔다. 병렬식 하이브리드에 직렬식 시스템을 조합하는 것이다. 2개의 모터가 달려 있어 각각 배터리충전과 구동역할을 나눠 맡는다.

국내에 가장 최근 소개된 현대차의 LF쏘나타 하이브리드는 병렬형 방식이다. 모터가 하나만 달려있는 게 가장 큰 차이다. 병렬형의 관건은 엔진 클러치다. 모터 수를 줄여 무게를 줄일 수 있는 장점이 있지만 엔진과 모터 사이의 동력단속을 담당하는 클러치를 매끄럽게 만들기 쉽지 않아 제작사로서는 꺼리는 방식이다.

현대차는 운전자가 느낄 수 없을 만큼 짧은 시간에 클러치를 엔진과 맞물리게 하는 기술이라고 강조한다.

현대차 관계자는 "도요타 역시 15년 전 병렬형으로 하이브리드 시스템 개발에 착수했으나 클러치 접합 시간이 1초 이상 걸렸다"며 "모터에서 엔진으로 빨리 넘어가지 못하면 차가 제 기능을 못할 우려가 있지만 수많은 시행착오를 거쳐 이 시간을 0.6초 이하로 줄였다"고 설명했다.

복합형은 가다서다를 반복하는 시내주행이나 저속에서 연료효율이 더 낫고, 병렬형은 시속 100㎞ 이상 고속구간에서 주행성능을 끌어내기 쉽다. 프리우스의 경우 도심 연비가 복합연비나 고속연비보다 좋은 반면, 쏘나타 하이브리드는 고속연비가 더 좋은 배경이다.

K5 하이브리드 500h

◇전기차, 효율 높지만 과도기 가능성= 두 번째로 많이 팔리는 친환경차인 순수전기차는 닛산이 선두권이다. 최근 국내서도 출시된 리프는 세계 최초 양산형 전기차로 출시 후 최근까지 3년여간 14만7000대가 팔렸다. 전 세계 점유율 90%를 넘는 수준이다. 배터리에 저장된 전기에너지로 모터를 돌려 구동력을 발생시켜 차를 움직이게 하는 단순한 방식이다. 현재 나온 모든 친환경차는 비중의 차이는 있지만 전기에너지를 얼마만큼 쓰느냐에 따라 나뉜다. 순수전기차는 오롯이 배터리와 모터만으로 작동하며 배터리를 어떻게 충전하느냐의 차이가 있다.

기아차 쏘울EV와 레이EV, 르노삼성의 SM3 Z.E, 한국GM 쉐보레의 스파크EV 등 국산차 업체를 비롯해 BMW i3, 닛산 리프 등 수입차 업체도 최근 1~2년 새 국내에 다양한 순수전기차를 잇따라 선보였다.

순수전기차의 장점은 에너지효율이 좋다는 점이다. 화석연료를 쓰는 엔진이 20~30%만 운동에너지로 쓰고 나머지는 열로 바뀌지만 전기모터는 80% 정도를 쓴다. 단점은 충전이다. 배터리 축전기술에 대한 의존도가 높고 충전인프라가 구축되지 않아 편의성이 떨어진다.

최대열 기자 dychoi@asiae.co.kr