플러그인 하이브리드 자동차(PHEV) 장단점

플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)는 전기자동차의 약점인 충전소의 문제를 해결하기 위해 내놓은 전기자동차와 하이브리드의 혼합형태입니다. 대용량 배터리와 외부 충전 장치를 가기고 있어 전기만으로도 일정 거리를 달릴 수 있는 하이브리드 자동차입니다.

기존 자동차와 하이브리드 중간형태의 플러그인 하이브리드

 

 PHEV의 주요 특징

 

1. 충전 가능한 배터리 : 외부 전원 공급원에 연결하여 배터리를 충전할 수 있습니다. 일반적으로 가정이 나 공공 충천소에서 충전할 수 있습니다.

 

2. 내부 연소 엔진:  내부 연소 엔진을 가지고 있어 필요할 때 전기 모터를 보조하거나 배터리를 충전할 수 있습니다. 내부 연소 엔진은 전기 모터와 연계하여 주행 거리와 성능을 향상 시킵니다.

 

3. 전기 모터: 전기 모터를 탑재하여 전기로 작동할 수 있습니다. 전기 모터는 출발 시나 저속 주행 시에 주로 사용되며, 제로 배출 모드로 작동합니다. 전기 모터는 배터리에서 공급받은 전기로 작동하며, 주행 중에도 일부 거리를 전기로 주행할 수 있습니다. 

 

4. 주행 모드: 주행 모드를 선택하여 운전할 수 있습니다. 일반적으로 "전기 모드(EV Mode)", "하이브리드 모드(Hybrid Mode)", 그리고 "중천 모드(Charge Mode)"가 있습니다. 전기 모드는 전기로만 주행하는 모드이며, 하이브리드 모드는 내부 연소 엔진과 전기 모터를 혼합하여 주행하는 모드입니다. 충전 모드는 주행 중에 내부 연소 엔진을 사용하여 배터리를 충전하는 모드입니다. 

 

PHEV의 접근방식

 

1. 기존 하이브리드 차량에 추가로 배터리를 장착하거나 펌웨어를 트윅 하여 전기모드(EV) 주행거리를 더 확보한 방식입니다.  소나타 PHEV, 프리우스 프라임이 이에 속합니다. 보통 동일한 하이브리드 차량(HEV)에 전기 충전구를 추가합니다. 언제라도 EV 전용 모드와 보통의 HEV 모드를 오갈 수 있도록 스위치를 부착하거나, 제어장치를 고도화하여 어떤 모드든 효율적인 주행을 하도록 합니다.

 

2. 전가차의 파워트레인에 항속거리 증가를 위한 발전용 엔진을 단 형태입니다. 즉 엔진은 전기만 공급하고 구동은 모터로만 하는, 구조적으로는 직렬하이브리드입니다. 20세기 초반부터 시도된 최초의 하이브리드 방식이기도 합니다. 전기 모터가 내연기관보다 토크 특성이 좋고, 제어가 쉽기 때문에 40년 전에 에너지 변환 효율이 좋지 않았음에도, 초중량 차량에 변속기 대신 궁여지책으로 들어가기도 했습니다. 

 

 PHEV의 장점

1. 연비 개선: 내부 연소 엔진과 전기 모터를 혼합하여 작동하므로 연비가 향상됩니다. 

 

2. 주행 범위: 순수 전기자동차의 가장 큰 문제점인 짧은 항속거리를 내연 기관을 사용하여긴 거래를 주행할 수 있습니다.

 

3. 주행 모드의 다양성: 배터리의 용량이 부족하면 그냥 주유소에서 기름을 채워서 하이브리드 차량처럼 운행하면 됩니다. 엔진 구동 시의 진동은 어쩔 수 없지만, 화석연로 기반 자동차보다는 평균적으로 적습니다.

 

4. 환경 친화성: PHEV는 내연 기관의 차량에 비해 낮은 배출향을 가집니다. 이로 인해 대기 중 오염물질 및 온실가스를 감소시킬 수 있습니다.

 

 PHEV의 단점

 

1. 제한된 주행거리: 전기자동차에 비교해 부족한 전기모드(EV)의 주행 거리와 배터리 무게가 늘어남에 따라 발생하는 연비의 저하, 그리고 추가 배터리 장착에 따른 가격 상승을 들 수 있습니다.

 

2. 추가 충전 시간 및 인프라 요구: 순수 전기 자동차와 같이 자택이나 회사에 마땅한 충전 공간을 마련할 수 없다면, 전기자동차 충전소를 찾아서 번거로움을 감수해야 한다는 것입니다. 덧붙여 대부분의 플러그인 하이브리드 차량은 완속(5핀) 충전 밖에 안됩니다. 충전 속도의 시간이 길어지는 것을 의미합니다.

 

 

3. 무게와 공간 제약: 충전을 하지 않고도 회생제동을 통한 배터리 충전이 가능하나 하이브리드보다 큰 배터리용량으로 인해 완충이 어렵다는 단점이 있습니다. 일반 하이브리드 차량보다 늘어난 무게로 인해 연비가 감소합니다. 즉, 충전을 하지 않고 일반 하이브리드 차량처럼 사용하기에는 더 비싼 가격과 더 낮은 연비로 가성비가 떨어집니다. 또한 더 큰 공간을 필요로 하기 때문에 공간의 비효율 성이 늘어납니다.

 

4. 높은 구매 가격: 정부 혜택이나 지원이 순수 전기자동차 에만 주어지기 때문에 전기차만큼 비싼 플러그인 하이브리드 보다 저렴한 일반 하이브리드를 선호하기에 보급률이 낮습니다. 그리고 과거부터 이어져 온 하이브리드 차량의 각종 세제 혜택들이( 개별소비세 감면, 취득세 감면, 채권매입 면제 등) 2024년 종료될 예정이라 더욱 구매에 대한 매리트가 적어지고 있습니다.

 

5. 환경 영향: 전기 모드로 주행 시에는 제로 배출을 실현하지만, 내부 연소 엔진을 사용할 때는 여전히 일부 배출 가스를 발생시킵니다.

 

맺음

 

PHEV는 여러 가지 단점에도 불구하고 전기 자동차의 범위 제약을 완화하면서도 환경 효과를 얻을 수 있는 중간 솔루션으로 인기가 있습니다. 아직까지 빠른 배터리 교환/충전 기술이 나오기 전에는 전기자동차와 화석연료 자동차의 가교 역할을 하리라 기대가 됩니다.