환경 보호에 대한 인식이 높아지면서 친환경 자동차 시장이 성장하고 있다. 자동차 구동 방식이 내연기관에서 전기모터로 전환되는 것으로, 이에 발맞춰 글로벌 자동차 기업들도 다양한 친환경 전동차를 선보이고 있다. 현재 도로 위에는 어떤 친환경 전동차가 달리고 있을까?
친환경 전동차는 동력계 구조에 따라 하이브리드 전기차, 플러그인 하이브리드 전기차, 전기차, 수소전기차 등 4가지로 분류된다.
두 개의 심장을 탑재한 하이브리드 전기차(HEV)
하이브리드 전기차(HEV, Hybrid Electric Vehicle)는 엔진과 구동모터를 모두 장착한 자동차다. 자동차가 출발할 때와 저속으로 운행할 때에는 고전압 배터리에 저장해 둔 전기로 모터를 작동시키고, 나머지 구간에서는 엔진과 모터가 함께 작동하는 하이브리드 주행 모드로 전환된다.
하이브리드 전기차는 회생제동 시스템을 갖추고 있는데, 이것의 역할은 간단하다. 제동할 때나 내리막길을 운행할 때 잉여 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 배터리를 충전하고, 이를 다시 주행할 때 사용하도록 하는 게 그 역할이다.
하이브리드 전기차는 엔진의 발전기와 회생제동 시스템에서 비롯된 전기만을 사용하기 때문에 외부 전기에너지를 충전할 필요가 없다. 전기차 충전 인프라에 얽매이지 않고 편리하게 사용할 수 있다는 뜻이다.
하이브리드 전기차는 또 내연기관 자동차보다 연비가 높으며, 배기 가스 배출량이 적어 친환경적이다. 다만 배기가스 배출이 전혀 없는 것은 아니기 때문에 내연기관 자동차 시대에서 친환경 자동차 시대로 가기 위한 과도기 모델로 분류된다.
친환경성을 높인 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV)
플러그인 하이브리드 전기차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle)는 하이브리드 전기차와 마찬가지로 엔진과 구동모터를 모두 장착하고 있다. 하지만 하이브리드 전기차보다 고전압 배터리의 용량이 더 크고, 외부 전기를 충전할 수 있는 시스템도 갖고 있다.
고전압 배터리의 용량을 늘려 전기에너지로만 주행할 수 있는 거리가 하이브리드 전기차보다 길다. 그래서 운전자가 운용하는 방식에 따라 배기가스 배출을 더욱 줄일 수 있다.
플러그인 하이브리드 전기차 역시 회생제동 시스템을 탑재하고 있다. 내연기관 자동차보다 연비가 높은 이유이다. 또한 충전소에서 전기를 충전할 수 있어 전기에너지만으로 차량을 운행할 수 있고, 충전이 어려운 상황일 때는 엔진으로 운행되기도 한다.
배기가스를 배출하지 않는 전기차(EV)
전기차(EV, Electric Vehicle)는 고전압 배터리에 저장된 전기에너지만으로 달린다. 해외에서는 배터리 전기차(BEV, Battery Electric Vehicle)라고 표기하기도 한다. 화석연료를 전혀 사용하지 않기 때문에 배기가스 배출이 없고, 엔진 없이 모터만으로 움직이므로 소음 및 진동도 거의 발생하지 않는다.
과거의 전기차는 작은 고전압 배터리 용량으로 1회 충전 주행거리가 짧아 충전을 자주 해야했다. 하지만 최근에는 대용량 고전압 배터리를 탑재하며 1회 충전으로도 400km 이상의 주행거리를 확보한 모델도 등장하고 있다.
전기차는 무공해 자동차다. 그래서 친환경적인 면이 장점으로 강조된다. 하지만 동적 성능도 우수하다. 출발과 동시에 최대 회전력(토크)을 사용할 수 있어 중저속에서의 가속 성능이 뛰어난 것이 대표적이다. 더불어 차체 바닥에 배터리를 넓게 배치하고 있어 무게 중심이 낮고 선회성이 우수하며 가감속 안전성도 훌륭하다.
공기를 정화하며 달리는 수소전기차(FCEV)
수소전기차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)는 전기차와 마찬가지로 전기에너지로 모터를 구동시켜 주행한다. 차이점은 외부에서 전기에너지를 공급받지 않는다는 것. 대신 연료 전지 시스템을 통해 차체적으로 전기에너지를 직접 생산한다. 연료 전지 시스템은 수소탱크에서 공급받은 수소와 외부 공기에서 포집한 산소의 전기화학반응을 통해 전기에너지를 만들어낸다.
수소전기차는 전기에너지를 동력원으로 사용하므로 주행할 때 배기가스를 배출하지 않고, 수소와 산소를 결합시켜 전기를 생산하므로 부산물로는 순수한 물만 배출한다.
수소전기차는 에너지 밀도가 높은 수소로 직접 전기를 생산하여 모터를 구동하기 때문에 수소탱크의 용량에 따라 주행거리가 달라진다. 현대차 넥쏘는 156.6ℓ 수소탱크를 탑재해 1회 충전으로 609Km 주행할 수 있다. 수소를 충전하는 데 소요되는 시간도 5분 내외로 짧다.
