[뉴스토마토 황준익 기자] 앞으로 하이브리드차의 연비가 ℓ당 44.5㎞에 도달할 수 있다는 전망이 나오는 등 효율성을 높이기 위한 개발에 속도가 붙고 있다. 업계에서는 기술적으로 하이브리드 효율이 지금 보다 더 개선될 수 있어 전기차와 비교해도 동등하거나 더 우수한 효율을 낼 수 있다는 분석도 제기된다.
12일 한국자동차공학회 기술로드맵에 따르면 하이브리드차 연비는 지난해 22.7km/ℓ 대비 2045년에는 최소 33.4%(30.3km/ℓ)에서 최대 96%(44.5km/ℓ)까지 개선이 가능할 것으로 전망된다.
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렉서스 '뉴 ES 300h'. 사진/렉서스
핵심 기술로는 경량화, 배터리 및 모터기술, 제어 최적화뿐만 아니라 엔진 및 동력전달시스템의 고효율화를 제시하고 있다.
하이브리드차는 작동방식에 따라 크게 풀 하이브리드(HEV), 플러그인 하이브리드차(PHEV), 마일드 하이브리드(MHEV) 등 세 가지로 구분한다.
가장 잘 알려진 HEV는 엔진 부하가 적은 조건에서 모터만으로 주행할 수 있다. 모터로만 주행하고 있을 땐 엔진이 작동하지 않아 엔진에 의한 진동과 소음이 없는 것이 장점이다.
PHEV는 전기차처럼 플러그를 꽂아 외부 충전이 가능하다. 전기모터와 배터리를 적극 활용하며 엔진 의존도를 낮췄다. 국내에서는 가격은 비싼데 보조금이 없고 충전이 불편해 인기가 없다. MHEV는 엔진과 변속기 사이에 모터를 결합한 구조다. 시동을 걸거나 큰 동력이 필요할 때 도움을 준다. 다만 전기 모드만으로 주행이 불가능해 무늬만 하이브리드라는 평가도 있다.
우리나라 정부는 2030년 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위해 약 9% 수준인 지난해 HEV 보급 비율을 2030년까지 33.3%로 확대 제시했다.
HEV 보급 초기에는 HEV 차량 간 경쟁보다는 엔진차와 경쟁이 우선됐다. HEV 특성만으로도 엔진차 대비 우월한 연비성능 확보와 배출규제 대응, 적극적인 정부지원에 의한 보급 확대가 가능했다.
하지만 최근 각국의 온실가스 배출 규제 강화 대응과 HEV 시장 확대에 따른 각국의 기술 경쟁에서의 우위를 점하기 위해서는 적극적인 연비개선 기술 개발이 요구되고 있다.
하이브리드 기술은 토요타 중심의 일본이 가장 앞서 있다. 하이브리드 시장의 점유율은 토요타하이브리드시스템(THS)이 50% 정도를 차지한다. 최근 중국은 신에너지자동차보급정책(2035년 HEV 비중 50%)에 의한 하이브리드 시장 확대와 함께 기술 수준 또한 급격히 향상되고 있다.
하이브리드 엔진은 가솔린 엔진임에도 불구하고 40%이상의 열효율은 달성하고 있다. 일반 가솔린은 35% 수준이다. 향후 50% 이상의 열효율이 예상되고 있다. 실제 지난해 중국 길리의 GHE(Geely Hybrid Engine)와 BYD의 PHEV용 엔진 열효율은 각각 42.5%, 43%에 달했다.
토요타는 엔진 효율 45%를 달성했다고 밝혔고 연료 및 연소개선을 통해 향후 45% 이상의 열효율 달성 목표를 제시했다.
현대차(005380)·
기아(000270)의 하이브리드 엔진은 40~42% 수준의 엔진 열효율 성능을 가지는 것으로 알려졌다.
특히 지난해 신형 쏘렌토 하이브리드의 경우 1.6ℓ급 터보 차져 엔진을 하이브리드 차량에서는 최초로 활용함으로써 중대형 SUV 하이브리드 차량에서의 터보 차져 엔진 기술의 적용 가능성을 보여줬다.
정재우 한국자동차연구원 수석연구원은 "HEV는 대표적인 친환경자동차로서 실효적인 탄소중립 기술인 동시에 산업적 중요도 또한 급격히 증대되고 있다"며 "HEV용 엔진 효율은 향후 45~50% 수준까지 개선될 것으로 예상된다"고 말했다.
한국에너지공단에서 발표하는 자료를 보면 국내 내연기관 차량 연비는 공차 중량의 증가로 2013년 이후 소폭 감소하다가 최근에는 변동 없이 유지되고 있다.
그럼에도 지난해 평균 연비는 19.0㎞/ℓ다. 하이브리드차가 연비 상위 그룹을 형성하고 있기 때문이다. 업계에서는 하이브리드 시스템이 적용된 자동차가 지속적으로 강화되는 연비·배기가스 기준 만족을 위한 현실적 해결방안이 될 수 있다는 분석이 나온다.
황준익 기자 plusik@etomato.com