카이스트 연구팀 개발, 비용 싸고 효율 높아
[아시아경제 정종오 기자] 클러치를 없애고 반자동으로 작동하는 수동 변속기와 모터 발전기를 결합시킨 하이브리드 자동차 구동 시스템이 개발됐다. 제작비용이 싸고 운전자가 쉽게 조작할 수 있다. 효율성도 뛰어나다.
카이스트(KAIST, 총장 강성모) 기계공학과 윤용산 교수 연구팀이 클러치 페달 없이 수동 변속이 가능한 독자적 구동시스템의 시작품(Prototype) 제작에 성공했다.
기존 하이브리드 자동차보다 높은 효율의 자동차 개발이 가능할 것으로 보인다. 연구팀의 하이브리드 자동차는 구조가 간단해 기존 자동차에 약간의 변형을 주는 것으로도 구현이 가능하다 제작비용이 저렴하고 운전이 쉽다는 장점을 갖는다. 이 구동시스템은 '대화형 수동변속기를 갖는 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법'으로 지난해 5월 국제특허(PCT)로 등록됐다.
하이브리드 자동차는 내연기관 엔진과 변속기에 모터와 발전기를 결합시켜 공해와 연료 소모를 최소화하는 차량을 말한다. 미국에서 발표하는 에너지 아웃룩(Energy Outlook) 자료를 보면 앞으로 하이브리드 자동차가 친환경 자동차 시장을 주도할 것으로 예상하고 있다.
문제는 일본의 자동차 기업이 하이브리드 자동차 관련 특허를 대량으로 선점해 기술 개발에 어려움을 겪고 있다는 현실에 있다. 또 기존에 개발된 컴퓨터에 의한 반자동 수동변속기나 일본 회사의 수동변속기에 모터를 단순 부착한 제품은 비용이나 편의 측면에서 한계가 있었다.
문제 해결을 위해 연구팀은 비용이 가장 저렴한 수동변속기에 모터 발전기를 부착해 독창적 방식의 비용절감 효과가 큰 하이브리드 자동차 시스템을 구현했다. 연구팀은 수동변속기의 클러치판을 없애고 그 기능을 모터발전기로 대신해 저속에서는 모터발전기로만 운행하게 만들었다.
이를 통해 기존 수동변속기 차량의 문제점인 엔진 꺼짐이나 번거로운 클러치 조작에서 벗어날 수 있다. 변속 시간과 중량 등이 줄고 구동시스템의 내구성이 향상된다.
윤 교수는 "기존 방식과 달리 모터발전기가 클러치판을 대신해 엔진을 조절하기 때문에 기어 변경이 부드럽게 이뤄질 수 있다"며 "저속에서는 모터발전기에 의해서만 구동되므로 수동변속기의 문제점을 상당부분 해결했다"고 설명했다.
이번 연구는 카이스트 기계공학과 손희운 석사과정 학생의 주도로 진행됐다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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