싼타페 TM, 쏘렌토, 코나, 티볼리 등 유래 없는 SUV들의 춘추전국시대가 이어지고 있는 가운데, 현대기아자동차가 코나, 투싼, 싼타페 등 현재 판매 중인 SUV들은 물론 향후 추가될 신규 라인업의 SUV에도 모두 하이브리드 시스템을 도입할 방침이라고 밝혔다.

또한 하이브리드 자동차의 원조격인 토요타는 캠리 하이브리드와 프리우스C 출시에 이어 준대형 세단 아발론의 하이브리드 버전을 내달 개최되는 부산 국제모터쇼에서 공개할 예정이고, 메르세데스 벤츠는 최근 플러그인 하이브리드 SUV인 GLC 350e를 출시하기도 했다. 이렇듯 전기차 등 친환경차에 대한 관심이 커지면서, 현재로서 '가장 현실적인 친환경차의 대안'으로 평가받는 하이브리드 자동차에 대한 소비자의 관심은 물론 제조사의 투자와 개발도 늘어나고 있다.

■하이브리드 자동차란?

하이브리드(hybrid)란 '잡종, 혼합'이라는 뜻의 영단어이다. 하이브리드 자동차란, 두 가지 이상의 구동계를 혼합 사용하여 연료 효율을 높인 자동차를 뜻하는 것으로, 가솔린 엔진 등 전통적인 내연기관 엔진과 대형 배터리와 모터를 결합한 전동 구동계를 합친 자동차를 뜻한다. 그 시초는 1997년 출시된 토요타의 '프리우스'로, 하이브리드 자동차는 이제 막 20년을 넘긴 다소 짧은 역사를 지니고 있다.

▲하이브리드 자동차의 시초, 토요타 프리우스 1세대(출처=위키미디어 커먼스)

■하이브리드 자동차 원리는? 엔진과 모터는 어떻게 공존하게 되는 것일까?

하이브리드 자동차는 일반적인 내연기관보다 훨씬 복잡한 구조를 갖추고 있다. 변속기와 엔진으로 대변되는 기존 동력계 외에 대용량 배터리와 여기서 전력을 받아 구동되는 모터가 함께 탑재되어 있다.

일반적으로 자동차를 운행함에 있어서 가장 연료가 심하게 소모되는 순간은 바로 정지 상태에서 가속을 전개할 때이다. 정지해 있는 무거운 차를 움직여 가속도를 붙이는 과정 자체가 많은 에너지를 요구하기도 하거니와, 내연 기관이 가장 높은 힘을 낼 수 있는 순간은 엔진 회전 수(RPM)이 어느 정도 상승한 영역이다. 때문에 정지한 차량을 빠르게 움직이게 하려면 그만큼 초반에 높은 RPM을 써야 하고, 이는 곧 연료의 소모와 배기가스 분출로 이어지게 된다.

때문에 하이브리드 자동차는 이 순간을 기름과 엔진 대신 배터리와 모터로 대체한다. 어릴 적 모터카 장난감을 갖고 놀아봤다면, 모터카의 전원을 켜자마자 자동차가 서서히 속력을 올리는 것 없이 바로 최고 속력을 뽑아내던 기억이 있을 것이다. 이렇듯 구동하는 그 순간부터 최대 출력이 발휘되는 모터의 특성을 이용한다면, 훨씬 효율적으로 차에 속력을 붙일 수 있다. 이 때 필요한 전력은 내연기관 엔진을 이용하여 발전기를 돌리거나, 감속 혹은 브레이킹 시 발전기를 돌리는 '회생제동'을 이용해 충전된 배터리를 활용한다.

때문에 하이브리드 자동차는 가장 연료 소모가 심한 순간을 전기의 힘으로 대체함으로써, 일반적인 내연기관 자동차 대비 연비도 우수하고 무엇보다 배출가스를 줄임으로써 환경에도 도움이 된다. 또한, 부가적인 장점으로 전기 모터가 구동되는 소음은 엔진 구동 시 소음보다 훨씬 낫기 때문에, 정숙성에 있어서도 나름의 이점을 기대할 수 있다.

▲우수한 연비와 정숙성으로 하이브리드 세단의 대명사가 된 토요타 캠리 하이브리드(출처=위키미디어 커먼스)

■마일드 하이브리드, 플러그인 하이브리드 등… 방식에 따른 하이브리드 자동차 분류

하이브리드 자동차는 다소 짧은 역사를 갖고 있지만, 환경보호의 필요성과 부합하면서 다양한 방식으로 발전해 왔다. 특히 최근 배출가스나 연비 등의 규제가 갈수록 심해지면서, 이를 타개할 방법으로 하이브리드가 다시금 주목을 받고 있다.

그 중 최근 가장 많은 관심을 받고 있는 방식은 마일드 하이브리드 방식으로, 기존 하이브리드 자동차 대비 배터리의 용량을 대폭 줄인 배터리가 들어감으로써 가격상승의 요인을 억제하면서도 연비 상승을 꾀할 수 있다. 배터리와 모터만으로 구동되는 EV 모드 주행은 거의 불가능한 수준이지만, 특히 시동과 가속 시 엔진을 보조하고 그 외 에어컨, 히터 등의 구동을 담당하여 엔진의 부담을 줄여줌으로써, 기존 내연기관 자동채 대비 최대 15% 수준의 연비 상승을 기대할 수 있다. 때문에 원래 연비가 좋고, 그러면서도 하이브리드 시스템 탑재로 인한 가격상승은 최대한 막아야 하는 소형차에 적합한 방식이다. 현대차의 경우 레오니스(가칭)-코나-투싼으로 이어지는 경소형~준중형 SUV에 향후 마일드 하이브리드가 적용될 예정이며, 기아 스포티지도 부분변경을 거치면서 마일드 하이브리드를 적용한 모델이 출시될 예정으로 알려져 있다.

반면 기존의 하이브리드(풀 하이브리드 방식이라고도 부른다) 대비 배터리의 역할을 좀 더 강조한 방식도 있다. 이를 플러그인 하이브리드라고 하는데, 배터리의 용량을 풀 하이브리드 방식 대비 더욱 키움으로써, 기존에 회생제동이나 엔진의 발전기 가동으로만 충전할 수 있던 배터리를 전기차 충전기를 통해 별도의 충전을 할 수 있게 했다. 이를 통해 배터리만을 이용한 EV 모드의 가용거리를 더욱 늘린 방식이다. 현재 출시된 플러그인 하이브리드 자동차들이 EV모드만으로 주행 가능한 거리는 대부분 30~50km 수준으로, 어지간한 출퇴근이나 외출 정도는 엔진의 구동 없이 순수 전기 모터만으로도 이동할 수 있는 정도다.

현행 싼타페 신형의 경우 일반적인 풀 하이브리드와 플러그인 하이브리드 모델이 빠르면 내년 추가될 예정이며, 베라크루즈의 후속격으로 출시될 대형 SUV 팔리세이드(가칭) 또한 하이브리드 버전이 추가될 것으로 예측되고 있다.

▲현대 쏘나타 플러그인 하이브리드. 운전석쪽 프론트 펜더에 전기차 충전기를 연결할 수 있는 포트가 있다(출처=위키미디어 커먼스)

■하이브리드 자동차 단점은 없을까? 이를 상쇄하기 위한 하이브리드 자동차 혜택들

다만 장점만 있을 수는 없듯, 하이브리드 자동차에도 단점은 존재한다. 우선 전동기관이 추가되면서 구조가 복잡해지기 때문에 기존의 자동차 대비 가격이 비쌀 수밖에 없다. 이는 소비자들을 머뭇거리게 하는 가장 큰 요인이다. 풀 하이브리드 대비 더 큰 배터리와 배터리 충전 포트가 추가되는 플러그인 하이브리드의 경우 가격은 더욱 비싸진다. 게다가 플러그인 하이브리드의 대용량 배터리는 필연적으로 차량의 중량 증가를 가져오기 때문에, 공인연비 자체는 풀 하이브리드 대비 떨어지게 된다. 이를 만회하기 위해서는 배터리 충전이 늘 원활하게 이루어지는 환경이 구축되어 있어야 한다.

그 외에도 하이브리드 자동차는 높은 연비에 가장 큰 목적을 두고 개발되다 보니 차량 디자인에 있어서 공기저항계수 등에도 많은 신경을 써야 하는데, 이러한 것들이 우선시되면서 다소 난해한 디자인의 결과물이 나오기도 한다. 도요타 프리우스 4세대 모델이 대표적인 예라 할 수 있겠다.

때문에 정부에서는 하이브리드 자동차 구매를 촉진하기 위해 몇 가지 하이브리드 자동차 혜택을 제시하고 있다. 먼저, 차량 구매 시 전기차만큼은 아니더라도 보조금이 지급된다. 하이브리드 자동차는 50만원으로, 기존 100만원이었던 것이 올해부터 줄어들었다. 또한 내년에는 보조금 폐지까지 거론되고 있는데, 다소 이른 결정이 아닌가 하는 우려의 시선도 있다. 단, 플러그인 하이브리드 자동차에 대한 보조금 500만원은 계속 진행될 예정이며, 풀 하이브리드 자동차의 경우에도 세제 혜택은 여전히 유효하다.

개별 소비세와 교육세를 합쳐 최대 140만원이 할인된 가격으로 차를 구매할 수 있으며, 차량 등록 시 취등록세 또한 최대 140만원을 할인 받을 수 있다. 그 외에도 혼잡교통료와 환경 개선부담금 면제, 공영주차장 50% 할인 등, 비록 보조금은 축소되고 있지만 여전히 차량 유지비용에 도움이 될만한 다양한 혜택들이 주어지고 있다.

[팸타임스=선우정수 기자]