[오토타임즈의 확대경] 떠오르는 하이브리드…100년 지속된 내연기관 시대 저물다

하이브리드카가 뜨고 있다. 하이브리드 자동차를 타거나 구입하지 않아도 친환경으로 생각하는 이들이 많다. 하이브리드의 사전적 의미는 '혼혈 또는 잡종'이다. 자동차의 경우 동력원이 두 가지 이상이면 하이브리드카로 분류한다. '내연기관+전기''내연기관+태양열' 등이 여기에 해당된다. 내연기관 외에 손쉽게 사용할 수 있는 동력원이 전기여서 하이브리드의 또 다른 동력으로 전기가 활용되는 셈이다.

하이브리드에서 전기는 휘발유나 경유 등 화석연료 사용량을 줄여주는 핵심 기능을 한다. 일반적으로 내연기관 자동차에서 연료가 가장 많이 필요할 때는 출발할 때，언덕을 오를 때，주행 중 속도를 높일 때다. 전기는 3가지 경우에 가장 많이 활용된다. 이를 통해 ℓ당 주행거리를 늘려 ㎞당 이산화탄소 배출량도 줄이는 방식이다.

초창기 하이브리드카에서 전기의 역할은 미미했다. 그러나 최근 들어 시속 40㎞까지 전기로만 구동되는 시스템이 등장했다. 시간이 흐를수록 전기의 역할이 커지면서 100% 전기차에 근접해 가고 있다.

하이브리드카는 직렬식，병렬식，혼합식으로 나눠진다. 직렬식은 내연기관이 연료를 태워 전기를 얻는 방식이다. 대표적인 차종으로 GM이 올해 선보일 전기차 시보레 볼트를 꼽힌다. 볼트는 전기모터로만 64㎞ 주행이 가능하다. 휘발유 1ℓ로 얻어내는 전기로 100㎞ 주행이 가능하다. 가정에서 사용하는 전기로도 충전할 수 있다.

병렬식은 내연기관과 전기모터를 동시에 이용해 구동력을 얻는다. 저속에서는 주로 전기모터만 사용하다가 추가로 동력이 필요할 때 내연기관이 작동한다. 혼합식은 기본적으로 병렬식과 같지만 제동할 때 전기모터가 에너지를 배터리로 보내줘 효율이 높다. 여기에 보통 발전용과 구동용 전기모터가 별도로 들어가 가솔린 자동차 못지않은 가속감도 느낄 수 있다. 현재 대부분 하이브리드 자동차가 혼합식을 이용한다.

하이브리드 자동차의 궁극은 전기자동차다. 배터리의 역할이 커질수록 더 이상 내연기관은 필요하지 않다. 따라서 하이브리드 3대 핵심 부품도 배터리와 전기모터，인버터를 꼽는다. 모두 전기 관련 부품이다.

배터리의 경우 현재 수명은 10년 정도다. 대부분 리튬 소재를 활용한다. 앞으로 리튬 사용이 늘어날 것으로 예상돼 이른바 '리튬 전쟁'이 벌어질 수 있다는 전망도 나오고 있다. 전기모터는 구동력을 결정짓는 주요 부품이다. 전기모터의 용량이 클수록 큰 힘을 발휘할 수 있다. 인버터는 배터리에서 나오는 직류를 교류로 전환시켜 주는 장치다.

하이브리드는 하나의 시스템으로 휘발유차와 경유차，LPG차 모두에 적용이 가능하다. 토요타는 휘발유 하이브리드를，현대는 LPi 하이브리드를，푸조 등 유럽 업체들은 경유 하이브리드를 속속 내놓고 있다.

그렇다고 하이브리드카가 친환경의 유일한 대안은 아니다. 온실가스 주범인 이산화탄소를 줄이는 데 한계가 있어서다. 따라서 세계 자동차업계는 하이브리드카에서 서서히 전기차로 옮겨가는 중이다. 전기 구동으로 사라진 배기사운드는 오디오로 대체하고，배터리는 주유소 등지에서 교체만 할 수 있도록 준비하고 있다. 충전시간도 8시간에서 이제는 2시간，나아가 20분 급속충전으로 진보했다.

최근엔 순간 완충되는 급속충전물질도 개발됐다. 따라서 전기차가 상용화 되는 2011년 이후에는 내연기관，하이브리드，전기차，클린 디젤 등이 공존하게 된다. 100년간 지속됐던 내연기관 시대가 이른바 다동력(多動力)의 미래로 전환하는 셈이다.

권용주 오토타임즈 기자 soo4195@autotimes.co.kr