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세계 자동차업계는 지금 하이브리드 중심으로 돌아간다.

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2005-04-13 05:39:59

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세계 자동차업계는 지금 하이브리드 중심으로 돌아간다.

화석연료를 사용하지 않는 파워 트레인의 개발의 진행이 생각만큼 진전을 보지 못하고 있는 가운데 내연기관과 전기모터를 동시에 사용하는 하이브리드에 대한 관심이 높아지고 있다. 하이브리드는 차세대 동력장치가 등장할 때까지 과도기적인 존재라고 했던 미국의 빅3들도 하이브리드카를 속속 출시하고 있으며 GM의 경우 2010년까지 100만대의 하이브리드카를 생산하겠다고 발표하기도 했다.
GM은 그동안 연료전지차에 모든 역량을 집중시켜왔으나 여러가지 이유로 실용화가 늦어지자 지금은 하이브리드카의 생산에도 뛰어 든 상태다. 올 초 디트로이트쇼에서 미국의 빅3는 모두가 하이브리드 모델들 발표해 예년과는 다른 양상을 보여 주었다. 포드는 이미 이스케이프 하이브리드 버전을 시장에 내놓고 있으며 GM과 다임러크라이슬러도 하이브리드 컨셉트카를 발표해 그들만의 기술력을 과시하기도 했다.
하이브리드의 기술은 잘 알려져 있다시피 토요타가 가장 앞서 있다. 토요타는 자신들의 하이브리드 시스템을 아예 개념특허를 내 다른 메이커들과의 확실한 차별화를 추구하고 있다.
그 결과 적어도 당분간은 하이브리드가 핵심 기술로 자리잡을 수 있는 기틀을 마련하기에 이르렀다. 좀 더 적극적으로 표현하자면 세계는 지금 하이브리드를 중심으로 돌아갈 수밖에 없는 상황이 전개되고 있는 것이다.
그런 상황에서 GM을 비롯한 미국의 빅3가 하이브리드카에 적극 뛰어든 배경은 아마도 이대로 가다간 토요타가 세계 시장을 장악하고 말 것이라는 위기감의 발로가 아닌가 한다.
2001년의 911 테러 이후 미국의 에너지 정책은 중동으로부터의 석유수입에 의존하지 않는 방향으로 크게 전환했다. 물론 그로 인해 휘발유 가격은 두 배 이상으로 고공행진을 계속하기에 이르렀다. 거기에는 에너지 안보에 대한 위기감도 한몫을 했다.
그로 인해 연료소모가 적은 하이브리드카가 주목을 끌게 되었고 그 선구자인 토요타의 프리우스가 지금은 없어서 못 팔 정도로 호황을 누리고 있다.
석유에 대한 위기 의식은 미국 소비자들의 자세 변화를 유도하기에 이르렀고 소위 말하는 중상류층의 유저들까지도 환경친화적이라는 점까지 들어 하이브리드카를 구입하게 된 것이다.
그 하이브리드 시장을 선점한 토요타에 대해 미국의 빅3가 위기감을 느낀 것은 당연하다고 할 수 있을 것이다. 그것을 잘 보여준 것이 GM과 다임러크라이슬러간의 하이브리드 기술제휴다. 포드가 토요타의 기술료를 지불하고 THS를 사용하기로 한데 반해 두 회사는 상호간의 기술을 제휴해 발전시킨다는 의지를 표명한 것이다.
GM이 개발한 하이브리드 시스템은 AHS2, 즉 Advanced Hybrid System 2다. 이는 기어박스의 공간에 두 개의 모터를 내장한다는 것이다. 시스템의 기본은 두 개의 하이브리드 주행모드를 갖춘 전기가변 트랜스미션이라고 할 수 있는 것이다.
GM의 하이브리드는 토요타의 그것과는 달리 마일드 하이브리드 시스템이다. 주행시에는 엔진으로 구동하고 정지시에 엔진을 꺼 연료소모를 하지 않는다는 것이다.
그런데 AHS2는 공회전 정지한 상태에서 발진할 때 기어박스의 엔진측에 있는 모터는 발전을 하고 기어박스의 프로펠러 샤프트쪽의 모터가 타이어를 구동한다. 엔진은 시동하지 않는 EV모드로 된다. 정차와 출발이 반복되는 상태에서는 엔진은 시동하지 않는다. 속도가 높아지고 부하가 걸리면 엔진측의 모터가 구동용으로 사용된다. 엔진만으로도 고속주행이 가능하다. 두 개의 모터는 클러치에 의해 매끄럽게 전환이 된다.
이 시스템의 이점은 종래의 플랫폼을 그대로 사용할 수 있다는 것이다. 또한 가솔린과 디젤 어느쪽도 사용할 수 있으며 FF, FR, 4WD를 가리지 않고 트럭과 SUV은 물론이고 고성능 엔진에도 사용할 수 있다. 비교적 간단하고 저렴한 가격에 시스템을 채용할 수 있다는 점도 장점이다.
GM의 엔지니어는 프리우스를 분석한 결과 트랜스미션을 유성기어로하는 시스템으로는 고속주행에의 대응이 어렵고 또 고성능 엔진을 탑재하는 대형 SUV에는 적합하지 않다는 것을 알 수 있었다고 한다. 그래서 엔진의 동력만으로 주행이 가능한 시스템을 개발했다는 것이다. 그래서 모터에의 의존도는 낮아지고 모터를 강화해 고전압으로 상승하는 인버터에서 해방되었다고 설명하고 있다.
이 AHS2는 GMC의 컨셉트카 그래파이트(Graphyte)에 채용되어 있다. 배기량 5.3리터 V8 엔진과 60kW 출력의 모터 두 개, 거기에 실린더 휴지기술을 조합해 연비가 이론적으로 25% 향상되었다고 한다. 최고출력은 300hp, 최대토크는 45.2kgm. 300V의 니켈 수소 배터리를 사용하고 있다.
이 대형 SUV용 하이브리드는 앞으로 크라이슬러의 픽업 트럭에도 채용될 예정이다. 뿐만 아니라 오펠 아스트라를 하이브리드화 한 GTC모델도 발표했다. 아스트라의 경우는 출력 30kW와 40kW 모터 두 개가 사용되고 있다.
다임러크라이슬러의 하이브리드 기술은 260ps/56.5kgm의 파워를 발휘하는 V8 디젤엔진과 50kW짜리 모터 두 개를 조합시킨 것을 사용하고 있다. P1/2라고 하며 S클래스 보디에 탑재되어 등장했다. 이 시스템은 차세대 S클래스에 채용되어 출시될 것이라고 한다.
P1/2 시스템은 엔진과 기어박스의 사이에 두 개의 모터와 클러치를 조합해 1.9kW/h, 317V의 니켈수소 배터리를 트렁크에 탑재한다. 두 개의 모터를 사용해 발진시 등에는 엔진측의 모터로 발전하고 변속기측의 모터로 구동한다. 속도가 올라간 단계에서 엔진 구동으로 전환시키는 것으로 고급차다운 매끄러운 주행을 실현한다. 이 점은 GM의 AHS2와 비슷하다.
이 시스템의 특징은 유성기어를 조합한 7단 AT 트랜스미션 7G-Tronic을 사용한다는 것.
엔진의 최고출력은 260hp, 최대토크는 56.5kgm. 여기에 모터의 파워를 더해 전체적으로 최고출력 340hp, 최대토크 60.7kgm를 발휘한다. 연비는 15~25% 향상되었으며 0-km/h 가속성능은 7.6초로 준족이다. 메르세데스 벤츠의 플래그십 모델에 사용하는 것만으로 세계에서 가장 세련된 디젤 하이브리드라고 주장하고 있다.
물론 이 시스템은 가솔린 엔진과의 조합도 가능하다. 다임러크라이슬러는 GM의 하이브리드 시스템을 그대로 크라이슬러의 픽업트럭과 대형 SUV에 채용하고자 하는 생각을 하고 있어 결과적으로 두 종류의 하이브리드 시스템을 운용하게 되었다.
GM과 다임러크라이슬러라고 하는 거대한 메이커가 가진 기술이 집약되는 것에 의해 하이브리드 기술은 비약적인 발전할 것으로 보인다.
이런 움직임에 대해 하이브리드 부문의 선구자인 토요타와 혼다는 어떤 대응책을 내 놓을지 주목을 끈다.

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