`하이브리드(Hybrid)` 자동차는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 자동차를 말한다. 하이브리드자동차는 토요타 프리우스(Prius)의 상업적 성공과 함께 대중에 보급되기 시작했다. 특히, 화석연료 소비의 증가와 날로 엄격해져만가는 각국의 배기가스 규제에 대응할 수 있는 대체재로서 크게 호응을 얻고 있다.
상업적으로 성공한 최초의 하이브리드 자동차는 토요타 프리우스다. 하지만 기술적인 측면에서 최초의 하이브리드 자동차는 독일에서 만들어졌다. 1899년, 독일의 페르디난트 포르쉐가 개발한 `믹스테(Mixte)`가 그것이다. 이 차는 4개의 바퀴에 전기모터를 내장하고 엔진으로발전하는 방식의 직렬식 하이브리드 자동차였다. 당시의 성능은 7~14마력을갖고 최고속도는 시속 50km로 20분정도 달릴 수 있었다.
대부분의 하이브리드 자동차는 토요타 프리우스와 같이, 가솔린 엔진과 전기 모터로 하이브리드시스템을 구성한다. 디젤엔진이 강세였던 유럽에서는 디젤 엔진과 전기 모터를 사용하는 것에 대해 연구하기도 했으나, 현재는모두 가솔린 엔진과 전기모터를 사용하는 형태를 따르고 있다. 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해크고 무거운 데다, 장시간 연속운전에서 가장 좋은 효율을 내기 때문이다. 하이브리드 자동차에서 요구하는 엔진의 특성과는 전혀 맞지 않는 것이다. 가솔린 엔진에 비해 상대적으로 가격이 비싼 점도 한 몫 했다. 따라서오늘날 대부분의 하이브리드 자동차는 기본적으로 가솔린 엔진을 사용한다.
하이브리드 시스템에도 방식에 따라 직렬식, 병렬식, 직병렬 혼합식 그리고 플러그인 하이브리드 방식으로 나뉘어진다.
직렬식 하이브리드는 엔진을 발전수단으로 활용하고 모터를 동력원으로 사용하는방식이다. 최근에는 미국 등지에서 이러한 방식을 `주행거리연장형 전기차(Range Extender)`라고 부르기 시작했으며, 다른제조사들도 이에 동조하고 있다. 이러한 형태의 하이브리드 자동차로는 쉐보레의 볼트(Volt)가 대표적이다. 이 방식은 전기모터의 동력만을 사용하기때문에 주행성능이 다른 방식에 비해 낮은 편이고, 이를 보완하기 위해 더욱 강한 모터와 더욱큰 용량의 배터리를 필요로 한다. 이러한 형태의 자동차들은 후술할 플러그-인 하이브리드와 같이, 외부 전원으로 직접 충전시킬 수도있다.
병렬식은 내연 기관인 엔진과 모터의 동력을 병용(倂用)하는 형태로, 변속기를 통해 동력을 전달하는 방식이다. 엔진과 모터를 함께 사용하기 때문에 직렬식에 비해 상대적으로 높은 동력성능을 기대할 수 있다. 이 방식은 배터리의 충전량이 부족할 때나 속도를 줄일 때에 모터가 발전기 역할을 하여 배터리를 충전한다. 병렬식의 단점은 모터가 구동력에 힘을 더하는 역할을 하지만 보조 동력이기 때문에 전기 모터 단일의동력만으로는 주행하기가 어렵다. 병렬식을 사용하는 대표적 차량은 기아차 니로, 현대차 아이오닉 등이 있다.
직병렬 혼합식은 직렬식과 병렬식의 장점만을 모은 것으로, 1개의 엔진과 2개의 전기모터로 구성된다. 이 방식은 전기모터를 일종의 변속기처럼 사용하여, 상황에따라 동력의 전달을 유연하게 전환할 수 있는 특징이 있다. 이 방식은 전기 모터만으로도 주행이가능하고, 큰 출력이 필요한 상황이 되면 모터와 엔진이 모두 작동하여 최대의 성능을 낼 수있다. 배터리 전력이 부족한 경우에는 1개의모터를 발전기로 전환시켜, 배터리를 실시간으로 충전하며 주행할 수도 있다. 이러한 방식은 대표적으로 토요타의 하이브리드 차량들이 사용하고있다.
최근 들어 많은 제조사들이 출시하고 있는 플러그인 하이브리드(PHEV : Plug-in Hybrid Electric Vehicle)는 전기차의 성격을 일부 갖추고 있다. 플러그인 하이브리드는 전기차와 같이, 차량의 배터리를직접 충전할 수 있는 방식이다. 차량에 전기 콘센트를 이용한 플러그를 연결하여 배터리를 충전하는방식이다. 그러나 특성상, 전기차 충전인프라가 구축되어 있지 않다면 하이브리드의 기능을 완벽하게 사용하기에는 어렵다는 단점이 있다. 현재플러그인 하이브리드를 사용하는 차량은 BMW i8, 프리우스 프라임, 현대 아이오닉 플러그인 하이브리드 등의 차량들이 있다.
전 세계적으로 석유 자원의 소비가 늘어나고 자동차 환경 규제는 더욱 강화되고있다. 본격적인 전기차 시대가 도래하지 않는 한, 하이브리드는이에 대응할 수 있는 가장 효과적인 방법이라고 할 수 있다.
한 때 토요타를 위시한 몇몇 일본계제조사들의 영역으로만 여겨졌던 하이브리드는 이제 전 세계 자동차 제조사들의 표준이 되기 시작했다. 자동차업계는 앞으로 다가올 전기차 시대를 준비하기 위해 대부분의 제조사들이 전기차에 가까워지기 위한 개발과 노력을 아끼지 않고 있다.
