토요타 프리우스의 성공과 함께 자동차 업계의 주류 중 하나로 자리 잡은 하이브리드 자동차. 하이브리드 자동차는 넓게는 두 가지 이상의 서로 다른 동력원을 갖는 자동차를 총칭한다. 일반적으로는 가솔린 엔진을 주 동력으로 삼고 전기모터를 보조 동력원으로 하는 자동차를 지칭한다.
최근에는 차세대 친환경 자동차로서 전기자동차가 집중적으로 스포트라이트를 받고 있는 가운데 플러그-인 하이브리드 자동차도 덩달아 주목받기 시작했다. 플러그-인 하이브리드 자동차는 전기 모터에 필요한 배터리를 외부에서 충전해 줘야 하는 방식의 하이브리드 자동차를 말한다. 협의(俠義)로는 일반적인 병렬 하이브리드 자동차에서배터리 용량을 크게 키워, 외부 전원공급이 필요한 하이브리드 자동차를 말한다. 광의(廣義)로는 이른 바 ‘주행거리 연장형 전기차(Range Extender)’라고 주장하는쉐보레 볼트(Volt) 같은 직렬 하이브리드 자동차도 포함된다.
플러그-인하이브리드의 이상
플러그-인 하이브리드는 일반적인 하이브리드 자동차에서 전기모터의 역량을더 키운 형태다. 한마디로 줄이자면, ‘전기자동차에게는 최대주행거리가 유리하고, 일반 하이브리드나 내연기관 자동차에게는 연비 면에서 유리하다’는 것이다.
대부분의 플러그-인 하이브리드 자동차는 이론 상으로 기름 한 방울안 쓰고 전기차로서 운행하는 것이 가능하다. 플러그-인 하이브리드는일반적인 하이브리드 자동차에 비해 전기모터에 힘을 더욱 실어준 형태다. 전기모터가 철저하게 보조 동력으로서기능하는 일반적인 하이브리드와는 달리, 전기모터가 제공하는 동력만으로 충분한 가감속이 가능하다.
대부분의 플러그-인 하이브리드 자동차는 통상 110km/h 정도의 속도까지 전기모터의 동력만으로 주행할 수 있도록 만들어진다. 항속거리는 통상 100km 내외를 갖는다. 단거리 출/퇴근과 같이, 제한된조건에서는 연료소모를 이론 상 0으로 만들어 줄 수 있다.
이 뿐만 아니라, 내연기관을 별도로 탑재하고 있기 때문에 전기자동차들이갖는 항속거리에 대한 불만은 접어 두어도 좋다. 전력이 불충분하면 언제든지 내연기관이 개입하여 부족한전력의 충당과 동력의 공급을 동시에 진행한다. 즉, 일반적인자동차와 같이 연료만 있다면 어디든 이동할 수 있다는 것이다.
하루의 출퇴근 정도는 충분히 해결해 주면서 불필요한 연료 소모를 막는 플러그-인하이브리드 자동차는 전기차의 기능은 원하지만 전기차의 항속거리를 신뢰하지 못하는 소비자가 찾는 정답일 수 있다.그러나 플러그-인 하이브리드 자동차는 구조 상 다음과 같은 한계를 필연적으로 안게 된다.
플러그-인하이브리드의 한계
플러그-인 하이브리드는 그 특성 상,전기자동차도, 하이브리드도 아닌 애매모호한 정체성에서 오는 명백한 한계가 존재한다. 특히, 전기차와 똑같이 외부 전원 공급을 요구한다는 점은 시장에따라 플러그-인 하이브리드 자동차의 가능성을 약화시킬 수 있는 주된 요인으로 작용한다.
플러그-인 하이브리드 자동차는 순수 내연기관 자동차는 물론, 일반 하이브리드 자동차와 연비 및 배기가스 배출량에서 우위를 점하도록 만들어진다. 이 때문에 통상적으로 플러그-인 하이브리드 자동차들은 일반 하이브리드에비해 훨씬 대용량의 배터리를 사용한다. 이 대용량 배터리는 주행 중의 엔진 가동 및 회생제동만으로는감당할 수 없는 용량이다. 따라서 외부로부터의 전원 공급은 선택이 아닌 필수다. 외부로부터 전원공급이 강요되는 점은 전기차와 공유하고 있는 문제점으로, 충전인프라가 부족한 지역에서는 플러그-인 하이브리드는 제 값을 하기 어렵다.
대용량의 배터리를 사용한다는 점은 일반적인 자동차로서도 한계점을 만들어 낸다.특히 공간에서 손해는 필연으로 볼 수밖에 없다. 한정된 크기의 자동차에 전기차에 준하는전동 구동계와 소형차 이상에 준하는 내연기관을 동시에 탑재해야 하기 때문이다. 차체 크기가 넉넉한 SUV급 차량에서는 이 문제가 경감될 수 있으나, 한정된 크기를 갖는일반 승용차에서는 패키징 면에서 이래저래 손해를 볼 수 밖에 없는 구조다. 대당 단가 역시 일반 하이브리드자동차보다 더 높아진다. 이는 제품으로서 약점으로 작용한다.
두 개의 동등한 구동계를 탑재하고 있다는 점은 불필요한 중량 증가의 문제에서도 자유로울 수 없게 만드는 요인이다. 플러그-인 하이브리드의 내연기관은 전기 모터에게, 고출력 모터와 대용량 배터리는 내연기관에게 서로 짐이 된다. 주동력과보조동력의 역할분담이 철저하게 나뉘어진 일반 하이브리드 자동차와는 다르다. 양쪽 모두가 주동력원급의성능을 지니고 있는 플러그-인 하이브리드는 그 자체로서 양날의 검이라 할 수 있다.
이렇듯, 플러그-인 하이브리드는순수 전기차에게는 모터의 성능과 전기자동차로서의 효율 측면에서, 일반 하이브리드에게는 운용의 편의성면에서 각각 패널티를 안고 있다.
플러그-인하이브리드가 제값을 하려면
전기자동차가 자동차 산업의 미래로 낙점되어 가는 과정에 있는 현재, 플러그-인 하이브리드 자동차는 미래로 가기 위한 건널목이라 볼 수 있다. 플러그-인 하이브리드가 가진 본연의 가치를 제대로 구현하기 위해서는 제품 외적인 요인이 매우 중요하다.
그 중에서도 전기차와 공유하는 충전 인프라의 구축은 플러그-인 하이브리드의성패와 밀접하게 연관되어 있다. 플러그-인 하이브리드에게있어서 충전은 선택이 아닌 필수이기 때문이다. 충전 인프라의 확보는 비단 전기차의 보급 뿐만 아니라플러그-인 하이브리드와 같은 친환경 차량의 보급에도 기여한다.
현재 전기차에 집중되어 있는 지원금 정책 역시 재고할 필요가 있다. 플러그-인 하이브리드는 전기차와 내연기관 자동차의 과도기에 해당하는 특성 상, 전기차에비해 진입장벽이 상대적으로 낮기 때문이다. 이는 플러그-인하이브리드가 갖는, 전기차와 내연기관 자동차의 성격을 모두 갖는 특성에서 기인한다. 기존 내연기관 자동차의 편의성을 누리면서도 한 편으로는 전기차의 일부를 경험하는 것이 가능하기 때문에 전기차에적응할 수 있는 일종의 ‘유예기간’으로 작용할 수 있는 것이다. 전기차 인프라의 빠른 확충과 전기차의 성격을 공유하는 플러그-인하이브리드의 보급 촉진은 아직도 멀게만 느껴지는 전기차라는 이름의 미래로 보다 빠르게 전진하는 데 있어 큰 기여를 할 수 있을 것이다.
