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글로벌오토뉴스 원선웅 기자의 애프터서비스. 글로벌 자동차 시장 분석, 가속화 되고 있는 전동화 전략, 자율주행으로 대표되는 미래 자동차 기술부터 소소한 자동차 관련 상식까지 다양한 주제와 깊이있는 분석이 더해진 칼럼을 전해드립니다.

마일드 하이브리드는 왜 48V를 사용할까?

페이지 정보

글 : 원선웅(mono@global-autonews.com)
승인 2020-10-12 21:32:28

본문

최근 국내 출시되는 유럽산 수입차의 경우 48V 마일드 하이브리드 파워트레인이 적극적으로 적용되어 판매되고 있다. 유럽에서는 2016년부터 본격적으로 보급되어 국내에서 점차 판매가 늘고 있는 48V 마일드 하이브리드. 지금은 메르세데스-벤츠, BMW, 아우디 등 독일 3사 이외에도 랜드로버와 볼보 등 다양한 제조사가 48V 마일드 하이브리드 시스템을 선보이고 있다. 48V 마일드 하이브리드 시스템의 확대는 단지 유럽 시장에 그치는 것이 아니라 중국과 미국 등 주요 시장부터 국내 시장까지 거의 모든 차량에 확대 적용되고 있다.


글 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)

이러한 움직임의 배경에는 2020~2021년부터 더욱 강화되는 EU의 CO2 배출 규제에 대응하기 위해서다. 그 기준을 충족하기 시켜기 위해서는 배터리 전기차와 플러그인 하이브리드 모델 뿐만 아니라 일반적인 내연기관 차량의 효율성 또한 향상해야 한다. 이를 위해 유럽의 제조사들이 대거 적용하기 시작한 것이 48V 마일드 하이브리드 시스템이다. 

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현재 판매되고 있는 48V 마일드 하이브리드는 스타터이자 발전기로 작동되는 전기모터와 비교적 적은 용량의 리튬 이온 배터리로 구성된 마일드 하이브리드 시스템이 대부분을 차지한다. 즉, 모터는 엔진 시동 외에 출발시나 가속시 구동력을 보조함으로써 엔진의 부하를 줄이는 한편, 감속시에는 그 에너지를 전기로 회수해 배터리에 저장한다. 물론 전기모터만으로 주행은 불가능하다. 이러한 48V 마일드 하이브리드 시스템을 탑재한 차량은 일반 차량보다 최대 10~20% 연비를 향상 시킬 수 있다. 


고전압이라는 양날의 검
현재 출시된 다양한 차량들은 12V, 24V, 36V 등의 전력을 사용해 왔다. 하이브리드 차량이나 배터리 전기차도 기본적으로 전압이 높을수록 성능이 향상한다. 같은 전류값이라면 전압이 높을수록 모터는 고출력화 (고회전화와 같은 의미로 볼 수 있다) 할 수 있으며, 같은 성능이라면 고전압을 사용하는 것이 전류도 작아지고 손실도 감소, 즉 효율이 높아지게 된다. 

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단, 전압이 높아질수록 전기사고로 인한 위험이 높아지기 때문에, 탑승객과 차량을 보호하기 위한 전기 시스템의 크기는 커질 수밖에 없다. 일반적으로 60V 이상의 직류 전원은 인체에 위험하므로 엄격한 안전 기준이 적용된다. 그만큼 비용증가도 피할 수 없다. 이러한 성능과 비용문제 사이에서 해결책으로 떠오른 것이 바로 48V이다. 안전 기준의 상한선으로 여겨지는 60V와는 차이가 크게 느껴지지만, 48V 시스템에서도 충전시 50V를 상회하는 때도 있어서 이러한 변수를 생각하면 48V라는 기준이 업계에서는 가장 제일 나은 선택으로 보인다.
 

전기모터만으로 주행 가능성도 존재
이러한 이유로 자동차 제조사들이 ‘자동차 전원의 48V화’를 공개적으로 주장한 것은 2011년 6월로, 폭스바겐과 아우디, 포르쉐, 다임러, BMW 독일 5사가 자동차 전원의 48V화에 단기적으로 대처해 나간다는 성명을 발표했다. 이러한 성명을 발표한 이유는 2020년에 도입 예정이었던 새로운 배출가스 규제 때문이었다. 이어 2013년 독일 5사는 VDA (독일 자동차 산업 협회)와 함께 자동차 48V 전원의 표준으로 ‘LV148’을 규정하게 된다. 이렇게 기준이 명확해지고, 독일 대기업 5사가 적극 동참하게 되면서 당연히 유럽의 선도적인 부품사들도 움직이기 시작했다. 보쉬와 콘티넨탈 등 대표적인 자동차 부품사들은 모두 48V 하이브리드 또는 48V 자동차 제어 시스템의 개발에 착수했다.

이제는 유럽의 공급 업체가 다양한 요구조건에 맞춘 48V 하이브리드 관련 제품을 준비하고 있으며, 자동차 제조사에게 활용 노하우 뿐만 아니라 공급 규모에 따라 납품가도 조정하는 등 규모의 경제 실현과 함께 합리적인 가격으로 공급이 가능해졌다. 이렇게 되면 섣불리 자동차 제조사가 독자적으로 48V 하이브리드 시스템을 개발하는 것이 오히려 위험부담이 크다. 또한, 지금은 마일드 하이브리드가 대부분이지만, 48V에서는 제한적이지만 전기모터만으로 주행 가능한 시스템도 존재하는 만큼 향후 발전 가능성도 남아있다.

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물론 사용이 제한적일 것이라는 전망도 나온다. 국내 시장의 경우 수입차를 중심으로 48V 마일드 하이브리드가 보급되고 있지만, 아직까지 그 비중이 크진 않다. 어차피 제한적인 효과 밖에 기대할 수 없는 마일드 하이브리드라면, 12V 및 24V 쪽이 비용이 더 저렴하다. 

여기에 세계 시장으로 눈을 돌려보면 EU의 배출가스 규제에 대응하기 위해서 48V 하이브리드 시스템과 배터리 전기차로 차량을 구성하기 보다는 플러그인 하이브리드 모델을 더하는 것이 기업 입장에서는 부담을 더 줄일 수 있다. 현재 많은 제조사들은 48V 마일드 하이브리드와 플러그인 하이브리드, 배터리 전기차를 통해 강화되는 배출가스 규제에 대응하고 있지만 모든 전동 파워트레인을 갖추기엔 부담이 커질 수 밖에 없다. 과연 전동화 시대의 주력 파워트레인은 무엇이 될 것인가?​

 

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