어디로 갈까? 이런 고민을 할 때가 가장 난감하다. 방향을 알 수 없는 상황에서 좌우 또는 앞뒤를 결정해야 하는 것은 누구에게나 도전이다. 지금 자동차업계의 상황이 그렇다. 배터리 전기차(BEV)에서 전동화라는 이름으로 바꾸며 그 범위를 하이브리드 전기차와 연료전지차까지 넓히기는 했으나 정작 세상 물정은 그것이 정답이라고 하기에는 불확실한 것들이 너무 많다. 그 때 누군가가 앞장 서면 따라 가기도 하고 관망하기도 한다.

글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)

플러그 인 하이브리드카를 먼저 시장에 내놓은 것은 GM으로 쉐보레 볼트라고 하는 레인지 익스텐더다. GM은 대표적인 양산 브랜드다. 그래서 따라 하는 쪽보다는 관망하는 편이 더 많았다. 그러던 것이 2012년 파리오토쇼를 계기로 분위기가 달라졌다.

당시는 BMW i 시리즈의 출시가 임박했던 시기였다. BMW i3 에는 레인지 익스텐더 버전이 있고 i8은 플러그인 하이브리드라는 점이 주목을 끌고 있었다. 그런 분위기를 타고 거의 모든 메이커들이 플러그 인 하이브리드 컨셉트 모델을 선보이기 시작했다.

트렌드 세터의 존재감이 있는 브랜드가 앞장 서면 따라 하기가 더 쉽다는 것을 보여 주는 내용이다. 참고로 레인지 익스텐더는 2012 파리오토쇼장에서 월드 카 오브 더 이어 선정위원으로 참여하고 있는 자동차 전문기자 60여명(WOTY : 글로벌오토뉴스 채영석 국장 포함)을 대상으로 하는 조사에서 전동화 자동차시대에 가장 유망한 옵션으로 보고 있는 것으로 나타났다.

i시리즈가 본격 출시되는 2014년 이전에 이미 시장에는 쉐보레 볼트를 비롯해 토요타 프리우스 PHEV, 볼보 V40 PHEV, 미쓰비시 아웃랜더 PHEV, 포드 C-MAX Energi, 혼다 어코드 PHEV 등 연비 중시형 플러그인 하이브리드 들이 시판되고 있다.

여기에 프리미엄 플러그인 하이브리드를 표방하고 있는 BMW의 i8가 2013프랑크푸르트오토쇼를 통해 본격 데뷔하면서 분위기는 크게 달라졌다. BMW i8 프로젝트가 시작된 것은 2007년. 2009년에 친환경 스포츠카를 표방하며 비전 이피션트다이내믹스 컨셉트라는 이름으로 선을 보였다. 당시에는 디젤 엔진을 얹은 플러그인 하이브리드 시스템을 채용한다고 발표했었다. 2011년에는 정식으로 i시리즈의 일원으로 i8이라는 차명으로 프랑크푸르트오토쇼를 통해 선을 보였고 2013년에 공식 데뷔했다.

그러면서 상황은 또 다른 방향으로 흘러가고 있다. 포르쉐 918 스파이더와 아우디 스포츠 콰트로 컨셉트, 메르세데스 벤츠 S클래스 PHEV 등 대형 럭셔리 세단, 고성능 스포츠카들이 플러그인 하이브리드 시스템을 채용하고 등장한 것이다. 이들 역시 개발을 진행해 오던 것을 본격적으로 양산화하겠다고 발표한 것이지만 전동화의 양상이 단지 연비 중시형만은 아니라는 사실을 보여 주는 내용이었다.

플러그 인 하이브리드의 두 가지 흐름

근본적인 문제는 역시 미국시장이다. 캘리포니아주 ZEV(완전무공해법) 규제에 대응하기 위해 전동화는 여전히 유효한 존재라는 사실이다. 1998년부터 시행하고자 했던 이 법은 수 차례 연기되면서 아직까지 실행되지 못하고 있지만 계속해서 자동차회사들을 압박하고 있다. 그래서 ZEV가 어려운 상황에서 AT-PZEV(Advanced Technology Partial ZEV)로 규제를 달성하고자 하는 움직임이 일고 있다.

특히 2018년형 모델부터는 보다 많은 ZEV가 요구되며 규제의 대상이 되는 메이커도 기존 6개 메이커에서 12개 메이커로 늘어난다. 과연 2018년에 캘리포니아의 완전 무공해법이 실행될지는 미지수이지만 그냥 손을 놓고 있을 수만 없는 것은 분명하다.

무엇보다 항속거리의 벽에서 진전을 보지 못하고 있는 배터리 전기차와 기술적인 한계로 역시 당장에 본격적인 상용화가 어려운 연료전지 대신 플러그인 하이브리드카로 가야 하지 않느냐 하는 쪽으로 흐름이 정리되어 가고 있는 분위기다.

현재 시판되고 있는 플러그 인 하이브리드는 크게 HEV베이스와 EV베이스로 구분된다. 쉐보레 볼트가 EV 베이스이고 토요타 프리우스PHEV가 하이브리드 베이스의 플러그인이다.

쉐보레 볼트는 전지 용량이 16.5kWh로 크고 EV주행거리가 61km로 길다. 기아 레이 EV와 같은 용량이다. 엔진은 주로 발전에 사용되며 통상은 모터로 달린다. EV를 베이스로 레인지 익스텐더로서의 엔진을 추가한 타입이다. 볼트는 HEV와의 공용 설계가 아닌 전지를 차체 아래 탑재하는 전용 설계.

모터 출력은 111kW로 큰 반면 엔진 배기량은 1.4리터로 적다. 엔진으로부터의 동력을 유성치차 기구에 의해 모터에서의 구동력과 조합시키는 점은 프리우스 PHEV와 비슷하지만 통상의 모터 주행시는 엔진의 동력을 클러치로 단절한다.

그에 비해 프리우스는 하이브리드로서 연비성능이 높고 그 구조를 베이스로 하면서 EV의 기능을 추가한 구조다. 하이브리드 시스템을 베이스로 하고 EV모드가 추가된 것이라는 얘기이다. 전지 용량을 4.4kWh 로 볼트의 4분의 1수준이다. 그런 만큼 EV주행거리는 26.4km로 짧다

프리우스 PHEV는 엔진, 모터, 발전기라고 하는 세 개의 동력원을 유성치차의 세 가지 기어로 각각 직결하는 시리즈, 패럴랠 방식을 채용한다. 엔진을 구동축과 단절하는 클러치를 필요로 하지 않고 시스템이 간결하며 모터 출력도 60kW로 적다.

최근 등장하는 PHEV는 위 두 가지 방식이 주류이다. 시장에서는 쉐보레 볼트 방식을 레인지 익스텐터라고 하고 토요타 프리우스의 방식을 플러그인 하이브리드라고 한다. 크게는 플러그인 하이브리드로 분류한다.

BMW의 i 시리즈에는 이 두 가지가 공존한다. BEV인 i3에 1.2리터 가솔린 엔진을 탑재하는 레인지 익스텐더가 있고 i8은 HEV 베이스의 플러그인 하이브리드다.