이천시 남부통합보건지소 공중보건의 김제관

 전세계적으로 자동차업계가 전동화에 열을 올리고 있다. 대표적인 이유는 ‘지속 가능한 발전’이다. 세 글자로 줄이면 친환경이라고도 한다. 화석연료를 태워 얻는 에너지에는 필연적으로 먼지와 이산화탄소가 동반되기 때문에 운행에 따른 부산물이 없는 전기차가 대세가 된 건데, 어차피 전력을 얻으려면 발전소를 거쳐야 하는데 큰 의미가 있냐는 비판도 있다. 배터리 생산과 폐기에 따른 환경오염은 덤이다. 하지만 세계 유수의 자동차 회사가 전기차 개발에 박차를 가하고 있다는 것은 사실이고 각국 정부에서도 보조금 지급 등 전기차 구매 장려 정책을 펼치고 있다. 하지만 배터리 생산량의 한계, 충전시설의 부족함, 화재 등 여러 가지 한계에 부딪쳐 승승장구할 것 같던 전기차 업계는 캐즘(성장 둔화)을 맞이한다. 그러면서 내연기관과 전기차의 장점을 합쳐 놓은 하이브리드 자동차가 대호황을 맞이하며 하이브리드에 모든 걸 걸었던 일본의 유명 자동차그룹은 전성기를 맞는다. 오늘은 요즘 전기차보다, 내연차보다 인기가 많은 하이브리드에 대해 짤막하게 얘기해볼까 한다.

하이브리드 자동차란?

Hybrid, 혼합물이나 혼성체 정도로 번역할 수 있겠다. 자동차에서는 내연기관, 즉 엔진구동형 자동차와 배터리/모터 구동형 자동차의 혼성체를 뜻한다. 다시 말해 한 자동차에 엔진과 대용량 배터리, 고출력 모터까지 동시에 다 들어가있다는 뜻이다. 좋은거 다 쑤셔박는다고 좋은 차가 되냐고 묻는다면 그건 아니지만 하이브리드 자동차의 꽃은 그 세팅에 있다. 언제, 어떤 타이밍에 엔진을 구동하고 모터를 구동할 것인지, 충전은 어떻게 하고 최대 효율을 어떻게 뽑아낼 것인지. 자동차 제조사마다 그 알고리즘이 조금씩 다르지만 하이브리드 기술의 완성도도 무르익어가는 중이다. 특히나 수십년 전부터 하이브리드를 연구했던 도요타나 혼다의 경우 그 극치에 다다랐다고 보아도 무방한 수준이다.

일반적으로 하이브리드 자동차는 내연기관 자동차보다 연비가 좋고 정숙한 편이라 높은 판매량을 보이고 있다. 엔진의 남는 힘을 배터리 발전에 쓰고, 또 차량이 멈출 때 내연기관은 브레이크패드와 디스크의 마찰열로 운동에너지를 발산해 버리지만 하이브리드는 회생제동 시스템을 통해 배터리를 충전한다. 저속 구간에서는 배터리와 모터만으로 주행하는 경우가 있는데, 당연히 엔진 시동이 걸려있을 때보다 조용하고 부드럽다. 엔진이 구동하는 시간이 내연기관보다 짧다 보니 긴 수명을 기대해 볼 수도 있다. 물론 들어가는 부품 가짓수가 많고 비싸기 때문에 고장이나 사고가 났을 때 내연기관 자동차보다 경제적 부담이 커질 수 있다는 리스크도 있다.

하이브리드도 종류가 여러 가지다

우리에겐 국내 제조사의 일반 하이브리드, 즉 하드 타입 하이브리드가 가장 익숙하다. 이외에도 다른 종류의 하이브리드가 있다. 일반적으로는 세 종류로 나뉜다. 바로 마일드 하이브리드, 일반 하이브리드, 플러그인 하이브리드다.

마일드 하이브리드는 일반적인 내연기관 자동차에 들어가는 12V 배터리 이외에 48V 배터리를 하나 더 탑재하고 저출력 모터를 달아 놓은 것이다. 모터 출력이 높지 않아 자동차 출력 향상에 도움을 주지는 않지만 시동 모터의 역할을 대신하여 부드럽게 시동을 걸고, 멈춰 있다가 발진할 때나 가속할 때 동력을 보조해 주며, 요즘 차들에 달려 있는 ISG(Idle Stop&GO, 자동차 정지 시 엔진을 껐다가 발진 시 다시 시동을 거는 시스템)가 부드럽게 작동할 수 있도록 도와준다. 보조적인 역할을 수행하지만 이런 시스템이 하나 추가됨으로 인해 출발과 정지가 매끄럽게 이어지고 주행이 자연스러워지며 연비 상승도 꽤 기대해볼 수 있다. 보통 유럽의 자동차에 많이 적용되어 있다.

일반 하이브리드는 엔진과 변속기 사이에 모터가 장착되며 마일드 하이브리드보다 큰 용량의 배터리가 차량 하부에 장착된다. 저속에서는 엔진이 꺼진 상태로 모터만의 힘으로 주행할 수 있으며, 어느 정도 이상의 출력이 필요한 경우 엔진이 켜지면서 모터와 엔진 두 가지 동력을 모두 사용하게 된다. 주로 우리나라나 일본에서 자주 쓰이는 형태이며 제조사마다 하이브리드 알고리즘이 천양지차이다. 깊게 들어가면 할 얘기도 많고 사진이나 그림도 많이 실어야 하기 때문에 다 말할 수는 없지만 일본 일부 그룹의 하이브리드 기술은 엔진과 유성기어 세트, 고출력 모터 두 개의 조합으로 극한의 에너지 효율과 내구성을 뽑아낸다. 변속기도 따로 없으며 엔진과 모터의 최대효율 구간, 남는 힘의 분배, 긴 시간 쌓여온 노하우 등을 통해 물리학과 공학을 예술로 승화해 냈다.

마지막으로 플러그인 하이브리드는 일반 하이브리드와 비슷한 구조이나 좀 더 강한 출력의 모터와 더 큰 용량의 배터리, 그리고 그 배터리를 충전할 수 있는 충전 포트가 차량 외부에 달려 있다. 전기차처럼 전기차 충전소에서 충전을 할 수 있는 것이다. 또 충전만 제때 잘 해 주면 엔진을 켜지 않고도 다닐 수 있다. 보통 완충 시 50-100km 정도를 전기로만 갈 수 있게 설계하는데, 이럴거면 전기차를 사는 게 낫지 않겠냐고 할 수도 있겠지만 가끔 장거리를 주행할 일이 있는 사람들의 경우 중간에 충전하지 않고 갈 수 있다는 점에서 좋은 선택지가 될 수 있다. 하지만 충전을 하지 않고 사용할 경우 배터리 무게 등으로 인해 내연기관보다 떨어지는 연비를 보여주며, 그렇기 때문에 국내에서는 환영받지 못하고 있다. 충전이 가능하면 전기차를, 불가능하면 내연차나 일반 하이브리드를 구매하는 게 일반적이기 때문이다. 그래서 국내 제조사보다는 유럽이나 일본의 제조사에서 주력으로 생산하고 있다.

어떤 하이브리드 자동차를 사면 좋을까?

하이브리드 자동차는 동급의 내연기관차보다 수백만원 정도 비싸게 가격이 형성되어 있다. 하지만 좋은 연비, 정숙하고 매끄러운 주행, 저공해 자동차 혜택(공영주차장 50% 할인 등) 등을 생각하면 주행거리가 많거나 시내 위주의 주행을 하는 사람들에게는 좋은 선택지가 된다. 물론 자동차 무게 증가에 따른 둔중함, 엔진 배기량이 낮기 때문에 엔진이 가동됐을 때는 오히려 내연기관보다 시끄러울 수도 있는 점, 모터 주행을 하다가 엔진이 켜질 때의 심한 진동, 수리비의 증가 등 단점이 없는 건 아니지만 환경에 맞는 선택을 했을 때는 높은 만족도를 얻을 수 있다.

요즘 유럽차들은 환경 규제로 인해 모든 자동차가 마일드 하이브리드나 플러그인 하이브리드로만 출시되기 때문에 유럽 제조사의 자동차를 선택하는 사람들은 충전 가능 유무와 예산대를 생각해서 선택하면 된다. 장거리 위주의 주행을 하거나 차량 구매 가액을 높이고 싶지 않은 경우, 혹은 내연기관의 감성을 느끼고 싶은 사람은 마일드 하이브리드를 구매하면 되고 충전이 가능하고 시내주행 위주이면서 가끔 주말에 멀리 놀러 가거나 출장을 갈 일이 있는 경우, 또 압도적인 출력을 느끼고 싶은 경우에 플러그인 하이브리드가 좋은 선택이 될 수 있다.

하지만 비싼 유럽차를 구입하는 경우는 그리 많지 않으니 대중적인 경우를 생각한다면 보통은 내연기관차나 일반 하이브리드 자동차를 구입하게 될 것이다. 차량 가액을 낮춰서 초기비용을 절감하고 싶거나 주행거리가 많지 않은 경우, 혹은 고속도로 주행이 많은 경우에는 내연기관 자동차가 어울릴 수 있다. 반면 차량 가액의 소폭 증가는 신경쓰지 않으면서 시내 위주의 주행이거나 주행거리가 많은 경우, 저속에서의 부드러움과 정숙함이 중요한 경우에 하이브리드 자동차가 좋은 선택이 될 수 있다. 도심지에 거주하는 사람들의 경우 대부분 일반 하이브리드가 어울리는 생활패턴을 가지고 있는데, 좋은 접근성이나 정비 용이성 등을 생각하면 국내 제조사의 하이브리드 차량이 괜찮을 수 있으나 글로벌 인지도, 내구성, 자동차의 완성도 등을 생각하면 일본의 하이브리드 자동차도 추천한다. 유지보수나 차량 가액에서 큰 차이가 나지 않으면서도 국내 제조사의 자동차와는 다른 성능과 느낌을 받을 수 있다.