[김준형의 오토 인사이드] 친환경 하이브리드 車도 다양화…"너도 하이브리드였구나"

충전식 '플러그-인' 방식은 보조금은 폐지, 미국차는 마일드 하이브리드 인기

친환경차의 궁극적 지향점은 전기차(수소전기차 포함)다. 전기차 시대까지 과도기는 엔진과 전기모터를 결합한 '하이브리드'가 도맡는다.

하이브리드(Hybrid)는 이름 그대로 내연기관에 전기 모터의 힘을 추가한 복합형 전기차다.

2021년 5월 현재, 국내 하이브리드 자동차 시장은 다변화 양상이 뚜렷하다. 국산차와 수입차 시장에서 새 기술이 등장했고, 정부 보조금 정책 변화에 따라 유행도 달라졌다.

▲기아차 쏘렌토 가솔린 1.6T 하이브리드. (사진제공=기아차)

◇다양한 형태로 엔진에 힘 보태는 하이브리드

하이브리드는 형태가 다양하다.

애초, 엔진과 바퀴 사이에 전기모터를 추가해 힘을 보태는 방식이 대세였다. 일본 토요타가 개발해 특허를 쥐고 있던 시스템이다. 이후 앞바퀴는 엔진이, 뒷바퀴는 전기모터가 돌리는 방식까지 나왔다.

하이브리드 자동차는 저속에서 전기모터만으로 차가 굴러간다. 큰 힘이 필요하거나 고속 영역에 접어들 때 엔진이 부드럽게 개입한다.

엔진이 개입해도 전기모터는 꾸준히 힘을 보탠다. 덕분에 내연기관의 이른바 ‘구동 부하’도 줄어든다. 부하가 줄어든 만큼 ‘연료 소모’도 적어 연비가 좋다.

커다란 구동용 배터리는 엔진에 시동이 걸리는 순간부터 충전된다. 회생 제동, 이른바 ‘타력 주행’ 때도 배터리를 충전할 수 있다. 여기까지가 우리가 알던 일반적인 하이브리드 자동차다.

◇하이브리드 원조는 일본 토요타

최근 이런 흐름과 추세에 변화가 일기 시작했다.

하이브리드는 엔진에 전기모터가 힘을 보태는 방식인 만큼 엔진 배기량을 낮출 수 있다. 배기량이 낮으면 그만큼 연료소모도 적다.

그러나 국산 하이브리드는 엔진 배기량이 2.0~2.4리터 수준이었다. 현대차 쏘나타와 기아 K5 하이브리드가 배기량 2.0리터를 고집했다. 준대형차인 그랜저와 K7 역시 직렬 4기통 2.4리터 내연기관에 하이브리드 시스템을 추가했다.

이와 달리 하이브리드 원조인 일본 토요타는 모델별로 1600~1800㏄급 엔진에 전기모터를 추가하기도 한다. 그런데도 1리터당 20㎞ 이상 연비를 거뜬하게 뽑아낸다.

대형차는 2.5리터급 엔진에 전기모터를 추가하기도 한다. 이 방식은 대형 세단(아발론)과 SUV(라브4), 미니밴(시에나) 하이브리드에 두루 사용 중이다.

▲기아 K8 하이브리드. 1.6 가솔린 터보 엔진과 전기모터를 조합, 1리터당 복합연비 18.0km를 달성했다. (사진제공=기아)

◇국산 하이브리드 다운사이징 본격화

국산 하이브리드도 이제 배기량 1600㏄급으로 배기량을 줄이는, 이른바 '다운사이징'을 본격화했다. 4세대로 거듭난 기아 쏘렌토가 포문을 열었다.

쏘렌토 하이브리드는 직렬 4기통 1600㏄ 터보 엔진에 전기모터를 결합, 최고출력 180마력을 낸다. 1.8톤에 달하는 차 무게를 가볍게 밀어낼 수 있을 만큼, 저속 토크가 뛰어나다.

1.6 터보 엔진은 2012년 벨로스터 터보에 처음 쓰이면서 현대차의 고성능 엔진 가운데 하나로 등장했다. 최고출력 204마력까지 가능하다.

쏘렌토가 개척한 가솔린 1.6리터급 하이브리드에 이제 기아 준대형 세단 K8도 합류했다.

배기량 2.4리터급 하이브리드 엔진을 얹었던 K7 하이브리드(최고출력 159마력)보다 더 높은 출력을 낸다. 엔진 배기량이 줄어들면서 연간 세금도 약 18만 원 줄었다.

▲국내에서는 단종된 올란도의 경우 새 모델로 거듭나면서 마일드 하이브리드를 추가했다. 올란도는 여전히 글로벌 시장에서 쉐보레 브랜드로 판매 중이다. (출처=미디어GM)

◇미국 대형차는 마일드 하이브리드 인기

하이브리드의 다양한 장점을 노리고 여러 제조사가 속속 새 모델을 내놓고 있다. 마일드 하이브리드와 충전식(플러그-인) 하이브리드 등이다.

먼저 마일드 하이브리드 차에는 전기모터가 달리지 않는다. 대신 엔진에 부담을 덜어줄 수 있다.

일반 자동차는 엔진에 시동이 걸리는 순간부터 12v 배터리를 충전한다. 시동만 걸면 여러 전기장치를 마음껏 쓸 수 있는 것도 이런 이유다.

다만 이 과정에서 충전기, 이른바 ‘제너레이터’를 돌리기 위해 엔진 힘이 필요하다. 그만큼 엔진에 부하가 더 걸리고 연료 소모도 커진다.

마일드 하이브리드는 이런 제너레이터 없이 48v 배터리를 쓴다. 대형 상용차(24v)보다 2배나 많은 용량이다. 덕분에 별도의 충전 시스템이 필요 없다.

정차 때 시동이 꺼지는 ‘스톱&고’ 시스템까지 추가해 연료소모도 줄인다. 주로 덩치 큰 미국차가 하나둘 마일드 하이브리드로 전환 중이다. 배터리 교환 때 12v 배터리보다 교환비용이 추가되는 건 단점이다.

여기에 "이 차가 진정한 하이브리드가 맞냐"라는 논란은 꾸준히 이어지고 있다.

▲유럽 고급차를 중심으로 일반 하이브리드 대신, 플러그-인 하이브리드가 인기다. 사진은 아우디의 플러그-인 하이브리드 모델들. (출처=아우디프레스)

◇유럽 중심으로 충전식 하이브리드 인기

플러그-인 하이브리드도 세계적으로 유행이 시작됐다.

일반 하이브리드는 달리면서 배터리를 충전하지만 '플러그-인' 방식은 충전기를 꽂아 충전도 가능하다.

배터리를 완충하면 약 50㎞는 엔진 개입 없이 전기차처럼 달릴 수 있다. 배터리가 소모되면 그 순간부터 엔진에 시동이 걸리면서 운행할 수 있다. 단거리 출퇴근용으로 제격이다.

국산차에서는 기아 니로가 '플러그-인 하이브리드'를 출시한 바 있다. 그러나 ‘플러그-인 하이브리드’에 대한 정부 보조금이 폐지되면서 인기가 시들었다.

연간 기준으로 국산 플러그-인 하이브리드 판매는 2019년 376대에서 지난해 235대로 줄었다. 올해는 4월까지 0대다.

최근 메르세데스-벤츠와 BMW 등 유럽 고급차를 중심으로 플러그-인 방식이 큰 인기를 끌고 있다.

플러그-인 하이브리드에도 단점은 있다. 급속충전이 안 되고 완속 충전만 가능하다는 게 걸림돌이다.

▲(오른쪽부터) 볼보 마일드 하이브리드 S60, 크로스컨트리(V60), XC40 (사진제공=볼보자동차코리아)