토요타의 PHEV, 하이브리드의 새로운 국면
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글 : 한상기(hskm3@hanmail.net)|
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승인 2007-08-04 09:03:42 |
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토요타의 PHEV, 하이브리드의 새로운 국면
토요타가 지난주 일본 교통성의 허가를 받고 PHEV(Plug-in Hybrid-Electric Vehicle)의 테스트에 들어갔다. 토요타는 일반 도로에서 플러그-인 하이브리드를 테스트하는 첫 번째 일본 메이커가 됐다.
플러그-인 하이브리드가 기존의 하이브리드와 구분되는 가장 큰 특징은 바로 ‘외부 충전’이 가능하다는 점이다. ‘플러그-인’이라는 말 그대로 가정용 소켓을 통해 전기를 충전할 수 있어 배터리의 힘만으로 움직일 수 있는 짧은 거리는 배출가스를 전혀 배출하지 않고 연료도 소모하지 않는 전기차가 되는 것이다. 이런 장점 때문에 많은 메이커들이 플러그-인 하이브리드 개발에 매진하고 있다. 반면 배터리에 저장된 에너지가 떨어지면 PHEV는 전형적인 하이브리드카가 된다.
플러그-인은 토요타 이외에 미국 메이커들이 먼저 개발에 착수했다. 하지만 토요타의 PHEV 프로토타입이 주목받는 이유는 하이브리드의 선구자가 플러그-인에 본격적으로 뛰어든다는 신호이기 때문이다. 그리고 하이브리드 시장의 판도에 중대한 영향을 끼칠 것이 분명하다.
보다 많은 장점 제공하는 플러그-인 하이브리드
토요타의 PHEV 프로토타입은 일본에서 처음 시도되는 플러그-인이니 만큼 앞으로의 규격화를 위해 테스트 결과가 정부로 제공된다. 일본 정부는 이를 바탕으로 PHEV의 전기 소모와 연비 등의 데이터를 산출해서 앞으로의 규정에 반영할 계획이다.
또 지난 7월 25일에 미국의 TMS(Toyota Motor Sales)는 8대의 PHEV 프로토타입을 캘리포니아 어바인과 버클리에 있는 2개 대학에 기증했다. 이 PHEV들은 캠퍼스 내 운행을 통해 데이터를 수집하게 된다.
앞으로 토요타는 CARB(California Air Resources Board)와 CEC(California Energy Commission)의 AFIP(Alternative Fuel Incentive Program)와 합작해 개발을 공동으로 진행한다.
토요타의 PHEV 프로토타입은 엄격히 말해서 프리우스의 컨버전 모델이다. 프리우스와 동일한 가솔린 엔진과 전기 모터를 적용했지만 외부 충전을 시킬 수 있는 점이 다르다. 최고 속도는 100km/h로 일상의 발로 사용하기에는 다소 부족해 보이는 성능이다.
이 PHEV의 전장×전폭×전고는 각각 3.33×1.75×1.51m로 지금의 프리우스와 큰 차이가 없고 차체 중량은 1,360kg으로 사이즈를 생각할 때 역시나 무거운 편이다. 1.5리터의 가솔린 엔진은 75마력/5,000rpm, 전기 모터는 67마력/1,200~1,540rpm으로 역시 프리우스와 큰 차이가 없다.
엔진과 전기 모터가 동시에 발생하는 최대 토크는 50.9kg.m/1,200rpm이다. 니켈-메탈 방식의 배터리는 완전 충전에 200볼트 기준으로 60~90분, 100볼트 기준으로는 3~4시간이 소요된다.
토요타는 배터리의 용량을 늘리면 항속 거리는 더욱 늘어나고 운전자가 가정용 소켓을 통해 배터리를 충전시킬 수 있어 그야말로 경제적이라고 밝혔다. 프리우스 보다 더 전기 모터만 쓸 수 있는 여건이 조성되는 것. 연료를 덜 태우기 때문에 그만큼 배출가스도 줄어드는 효과도 얻을 수 있다. 더욱이 전기세가 할인되는 야간에 충전하게 되면 전체적인 유지비는 더욱 줄어들 것이라고 토요타는 덧붙였다.
토요타는 프리우스로 대변되는 기존의 하이브리드카가 여전히 큰 메리트를 제공한다고 주장한다. 하지만 토요타도 장래에는 플러그-인으로 방향을 틀 것이 확실해 보인다. 올해의 제네바 모터쇼에서 토요타 파워트레인 개발 부서의 부사장 마사타미 타키모토는 PHEV의 개발을 가능한 서두를 것이라는 코멘트를 남긴바 있다.
가능성 높은 볼트 컨셉트, 배터리 개발이 숙제
한편 미국 빅3는 배터리 업체 등의 부품 회사와 긴밀한 관계를 맺고 플러그-인 개발에 박차를 가하고 있다.
포드는 지난 7월 남부 캘리포니아 에디슨과 파트너십을 체결하고 PHEV를 공급하기로 계약을 맺었다. 20대의 이스케이프 PHEV가 올해 말부터 2009년까지 공급된다. 다임러크라이슬러 역시 20대의 닷지 스프린터 PHEV를 올해 4월부터 내년 상반기까지 시범 운행하기로 결정했다.
가장 적극적인 모습을 보이고 있는 GM은 시보레 볼트 컨셉트의 양산을 위해 분주한 모습을 보이고 있다. 올해 NAIAS(North American International Auto Show)에서 컨셉트로 선보인 볼트는 상당한 완성도를 보여 큰 관심을 모았다. GM이 밝힌 150mpg라는 놀라운 연비도 얘깃거리였다.
볼트 컨셉트가 현재 나와 있는 플러그-인 하이브리드 중 가장 관심을 모으는 이유는 패키징이 제공하는 많은 장점들 때문이다. 볼트는 배터리의 힘만으로 최대 64km의 거리를 갈 수 있고, 1리터 3기통 터보 엔진은 전기 모터를 돌리는 데만 사용해 자체 충전도 가능하다. 이 엔진은 가솔린, 그리고 쓰임새가 높아지고 있는 E85를 연료로 사용할 수 있다.
독특한 것은 다른 하이브리드와 다르게 엔진이 충전에만 사용된다는 것. 엔진 자체는 차를 움직이는 데 사용되지 않는다. 이것이 다른 시리즈 하이브리드와 결정적으로 다른 점이다.
즉 볼트는 두 가지 방법으로 충전이 가능하다. 하나는 플러그-인 타입으로 소켓을 통해 충전 가능하다. GM은 6시간 완충이면 64km 이상의 거리를 갈 수 있을 것이라고 전망한다. 만약 하루 주행 거리가 60마일(96.6km)를 넘는다면 가솔린 엔진이 제네레이터를 돌리기 때문에 이론상 연비는 150mpg에 달한다.
연방 간선 도로국(FHA, Federal Highway Administration)에 따르면 미국인들의 하루 평균 주행거리는 약 40마일(64.4km)이다. 그리고 3천 4백만 명에 달하는 미국인들의 평균 주행 시간은 1시간이다.
볼트는 바로 이런 데이터를 기반으로 개발되고 있는 것을 알 수 있다. 볼트가 전기 모터의 힘으로 갈 수 있는 항속 거리와 미국인들의 하루 평균 주행 거리가 거의 일치한다. GM의 부회장 밥 루츠는 “미국인들 절반 이상은 출퇴근 거리가 20마일(32.2km)이다”라는 말도 남겼다. 용도에 따라 볼트의 쓰임새가 크다는 것을 강조한 멘트이다.
하지만 양산의 가장 큰 걸림돌은 역시 배터리이다. 리튬-이온 배터리에 에너지를 저장하는 이 방식은 현재까지는 ‘개발 중’이다. 많은 자동차 회사들이 플러그-인 방식에는 리튬-이온을 사용해야 한다는데 동의하곤 있지만 볼트의 경우처럼 걸림돌이 있기 때문에 아직은 망설이고 있다. 충전 가능한 리튬-이온 배터리는 오늘날 소형 전자 기기에 흔히 쓰이고 있지만 자동차용을 위해서는 몇 년의 시간이 더 필요하다는 게 중론이다.
GM이 하이브리드를 개발하겠다고 밝힌 지 5년이 지났다. 그동안 GM의 하이브리드 파워트레인은 도심을 운행하는 버스에 처음 적용됐고, 일반 승용차는 8대의 라인업을 운영하고 있다. 그러나 아직 볼트의 양산에는 3~4년의 시간이 남아있다.
오토퍼시픽은 볼트의 상품성에 대단히 높은 점수를 주고 있지만 가장 문제가 되는 것은 역시 코스트라고 밝혔다. 양산이 되더라도 판매량이 늘기 전까지 토요타가 초기 프리우스에서 겪었던 적자를 감내해야 할 것이라는 게 그것이다.
10여 년 전 GM은 1조 달러를 들여 세계 최초의 전기차 EV-1을 선보였다. 하지만 현실성 없는 패키징과 가격 때문에 EV-1은 600대만 생산되고 사라졌다. GM은 볼트를 미국 내에서만 한정되는 소량 생산 모델이 아니라 전세계적으로 시장을 내다보고 있다. 실제로 볼트의 생산은 미국 뿐만 아니라 여러 지역에 동시에 거점을 둘 계획이다.
어쨌든 볼트의 개발은 착착 진행되고 있다. 올해 말이면 오펠 아스트라와 시보레 말리부의 플랫폼을 사용한 첫 번째 런닝 프로토타입이 나온다. 볼트의 출시 시기는 2010년. 그러나 밥 루츠가 말한 것처럼 ‘그때까지 배터리 회사들이 신뢰할 수 있는 안정적인 리튬-이온 배터리 개발을 완료한다면’이라는 단서가 붙어있다.
얼마 전인 6월 5일에는 배터리 회사들과 개발 계약도 맺었다. 리튬-이온 배터리 개발을 위해 GM과 계약을 맺은 회사는 컴팩트 파워와 컨티넨탈 오모토티브 시스템. 컴팩트 파워의 모회사는 한국의 LG 화학이다. 볼트에 쓰일 배터리 셀의 개발은 LG 화학이 맡게 된다.
토요타가 지난주 일본 교통성의 허가를 받고 PHEV(Plug-in Hybrid-Electric Vehicle)의 테스트에 들어갔다. 토요타는 일반 도로에서 플러그-인 하이브리드를 테스트하는 첫 번째 일본 메이커가 됐다.
플러그-인 하이브리드가 기존의 하이브리드와 구분되는 가장 큰 특징은 바로 ‘외부 충전’이 가능하다는 점이다. ‘플러그-인’이라는 말 그대로 가정용 소켓을 통해 전기를 충전할 수 있어 배터리의 힘만으로 움직일 수 있는 짧은 거리는 배출가스를 전혀 배출하지 않고 연료도 소모하지 않는 전기차가 되는 것이다. 이런 장점 때문에 많은 메이커들이 플러그-인 하이브리드 개발에 매진하고 있다. 반면 배터리에 저장된 에너지가 떨어지면 PHEV는 전형적인 하이브리드카가 된다.
플러그-인은 토요타 이외에 미국 메이커들이 먼저 개발에 착수했다. 하지만 토요타의 PHEV 프로토타입이 주목받는 이유는 하이브리드의 선구자가 플러그-인에 본격적으로 뛰어든다는 신호이기 때문이다. 그리고 하이브리드 시장의 판도에 중대한 영향을 끼칠 것이 분명하다.
보다 많은 장점 제공하는 플러그-인 하이브리드
토요타의 PHEV 프로토타입은 일본에서 처음 시도되는 플러그-인이니 만큼 앞으로의 규격화를 위해 테스트 결과가 정부로 제공된다. 일본 정부는 이를 바탕으로 PHEV의 전기 소모와 연비 등의 데이터를 산출해서 앞으로의 규정에 반영할 계획이다.
또 지난 7월 25일에 미국의 TMS(Toyota Motor Sales)는 8대의 PHEV 프로토타입을 캘리포니아 어바인과 버클리에 있는 2개 대학에 기증했다. 이 PHEV들은 캠퍼스 내 운행을 통해 데이터를 수집하게 된다.
앞으로 토요타는 CARB(California Air Resources Board)와 CEC(California Energy Commission)의 AFIP(Alternative Fuel Incentive Program)와 합작해 개발을 공동으로 진행한다.
토요타의 PHEV 프로토타입은 엄격히 말해서 프리우스의 컨버전 모델이다. 프리우스와 동일한 가솔린 엔진과 전기 모터를 적용했지만 외부 충전을 시킬 수 있는 점이 다르다. 최고 속도는 100km/h로 일상의 발로 사용하기에는 다소 부족해 보이는 성능이다.
이 PHEV의 전장×전폭×전고는 각각 3.33×1.75×1.51m로 지금의 프리우스와 큰 차이가 없고 차체 중량은 1,360kg으로 사이즈를 생각할 때 역시나 무거운 편이다. 1.5리터의 가솔린 엔진은 75마력/5,000rpm, 전기 모터는 67마력/1,200~1,540rpm으로 역시 프리우스와 큰 차이가 없다.
엔진과 전기 모터가 동시에 발생하는 최대 토크는 50.9kg.m/1,200rpm이다. 니켈-메탈 방식의 배터리는 완전 충전에 200볼트 기준으로 60~90분, 100볼트 기준으로는 3~4시간이 소요된다.
토요타는 배터리의 용량을 늘리면 항속 거리는 더욱 늘어나고 운전자가 가정용 소켓을 통해 배터리를 충전시킬 수 있어 그야말로 경제적이라고 밝혔다. 프리우스 보다 더 전기 모터만 쓸 수 있는 여건이 조성되는 것. 연료를 덜 태우기 때문에 그만큼 배출가스도 줄어드는 효과도 얻을 수 있다. 더욱이 전기세가 할인되는 야간에 충전하게 되면 전체적인 유지비는 더욱 줄어들 것이라고 토요타는 덧붙였다.
토요타는 프리우스로 대변되는 기존의 하이브리드카가 여전히 큰 메리트를 제공한다고 주장한다. 하지만 토요타도 장래에는 플러그-인으로 방향을 틀 것이 확실해 보인다. 올해의 제네바 모터쇼에서 토요타 파워트레인 개발 부서의 부사장 마사타미 타키모토는 PHEV의 개발을 가능한 서두를 것이라는 코멘트를 남긴바 있다.
가능성 높은 볼트 컨셉트, 배터리 개발이 숙제
한편 미국 빅3는 배터리 업체 등의 부품 회사와 긴밀한 관계를 맺고 플러그-인 개발에 박차를 가하고 있다.
포드는 지난 7월 남부 캘리포니아 에디슨과 파트너십을 체결하고 PHEV를 공급하기로 계약을 맺었다. 20대의 이스케이프 PHEV가 올해 말부터 2009년까지 공급된다. 다임러크라이슬러 역시 20대의 닷지 스프린터 PHEV를 올해 4월부터 내년 상반기까지 시범 운행하기로 결정했다.
가장 적극적인 모습을 보이고 있는 GM은 시보레 볼트 컨셉트의 양산을 위해 분주한 모습을 보이고 있다. 올해 NAIAS(North American International Auto Show)에서 컨셉트로 선보인 볼트는 상당한 완성도를 보여 큰 관심을 모았다. GM이 밝힌 150mpg라는 놀라운 연비도 얘깃거리였다.
볼트 컨셉트가 현재 나와 있는 플러그-인 하이브리드 중 가장 관심을 모으는 이유는 패키징이 제공하는 많은 장점들 때문이다. 볼트는 배터리의 힘만으로 최대 64km의 거리를 갈 수 있고, 1리터 3기통 터보 엔진은 전기 모터를 돌리는 데만 사용해 자체 충전도 가능하다. 이 엔진은 가솔린, 그리고 쓰임새가 높아지고 있는 E85를 연료로 사용할 수 있다.
독특한 것은 다른 하이브리드와 다르게 엔진이 충전에만 사용된다는 것. 엔진 자체는 차를 움직이는 데 사용되지 않는다. 이것이 다른 시리즈 하이브리드와 결정적으로 다른 점이다.
즉 볼트는 두 가지 방법으로 충전이 가능하다. 하나는 플러그-인 타입으로 소켓을 통해 충전 가능하다. GM은 6시간 완충이면 64km 이상의 거리를 갈 수 있을 것이라고 전망한다. 만약 하루 주행 거리가 60마일(96.6km)를 넘는다면 가솔린 엔진이 제네레이터를 돌리기 때문에 이론상 연비는 150mpg에 달한다.
연방 간선 도로국(FHA, Federal Highway Administration)에 따르면 미국인들의 하루 평균 주행거리는 약 40마일(64.4km)이다. 그리고 3천 4백만 명에 달하는 미국인들의 평균 주행 시간은 1시간이다.
볼트는 바로 이런 데이터를 기반으로 개발되고 있는 것을 알 수 있다. 볼트가 전기 모터의 힘으로 갈 수 있는 항속 거리와 미국인들의 하루 평균 주행 거리가 거의 일치한다. GM의 부회장 밥 루츠는 “미국인들 절반 이상은 출퇴근 거리가 20마일(32.2km)이다”라는 말도 남겼다. 용도에 따라 볼트의 쓰임새가 크다는 것을 강조한 멘트이다.
하지만 양산의 가장 큰 걸림돌은 역시 배터리이다. 리튬-이온 배터리에 에너지를 저장하는 이 방식은 현재까지는 ‘개발 중’이다. 많은 자동차 회사들이 플러그-인 방식에는 리튬-이온을 사용해야 한다는데 동의하곤 있지만 볼트의 경우처럼 걸림돌이 있기 때문에 아직은 망설이고 있다. 충전 가능한 리튬-이온 배터리는 오늘날 소형 전자 기기에 흔히 쓰이고 있지만 자동차용을 위해서는 몇 년의 시간이 더 필요하다는 게 중론이다.
GM이 하이브리드를 개발하겠다고 밝힌 지 5년이 지났다. 그동안 GM의 하이브리드 파워트레인은 도심을 운행하는 버스에 처음 적용됐고, 일반 승용차는 8대의 라인업을 운영하고 있다. 그러나 아직 볼트의 양산에는 3~4년의 시간이 남아있다.
오토퍼시픽은 볼트의 상품성에 대단히 높은 점수를 주고 있지만 가장 문제가 되는 것은 역시 코스트라고 밝혔다. 양산이 되더라도 판매량이 늘기 전까지 토요타가 초기 프리우스에서 겪었던 적자를 감내해야 할 것이라는 게 그것이다.
10여 년 전 GM은 1조 달러를 들여 세계 최초의 전기차 EV-1을 선보였다. 하지만 현실성 없는 패키징과 가격 때문에 EV-1은 600대만 생산되고 사라졌다. GM은 볼트를 미국 내에서만 한정되는 소량 생산 모델이 아니라 전세계적으로 시장을 내다보고 있다. 실제로 볼트의 생산은 미국 뿐만 아니라 여러 지역에 동시에 거점을 둘 계획이다.
어쨌든 볼트의 개발은 착착 진행되고 있다. 올해 말이면 오펠 아스트라와 시보레 말리부의 플랫폼을 사용한 첫 번째 런닝 프로토타입이 나온다. 볼트의 출시 시기는 2010년. 그러나 밥 루츠가 말한 것처럼 ‘그때까지 배터리 회사들이 신뢰할 수 있는 안정적인 리튬-이온 배터리 개발을 완료한다면’이라는 단서가 붙어있다.
얼마 전인 6월 5일에는 배터리 회사들과 개발 계약도 맺었다. 리튬-이온 배터리 개발을 위해 GM과 계약을 맺은 회사는 컴팩트 파워와 컨티넨탈 오모토티브 시스템. 컴팩트 파워의 모회사는 한국의 LG 화학이다. 볼트에 쓰일 배터리 셀의 개발은 LG 화학이 맡게 된다.
