메르세데스 벤츠 일반 하이브리드와 PHEV는 무엇이 다를까? 충전 방식부터 주행 특성까지!

 

메르세데스 벤츠 일반 하이브리드와 PHEV는 무엇이 다를까?

자동차 이름 뒤에 HEV, PHEV 같은 영문 표기가 붙는 경우가 많아 졌습니다. 둘 다 엔진과 전기모터를 함께 사용하는 자동차이기 때문에 처음 접하면 비슷한 방식이라고 생각하기 쉽습니다.

실제로 두 방식에는 공통점이 있습니다. 가솔린 엔진과 전기모터를 상황에 맞게 활용하고, 감속 과정에서 발생하는 에너지의 일부를 전기에너지로 회수해 배터리에 저장하기도 합니다.

하지만 자동차를 사용하는 방법에서는 꽤 뚜렷한 차이가 있습니다.

가장 이해하기 쉬운 차이는 외부에서 배터리를 직접 충전할 수 있는가입니다. 이 차이에서 배터리 용량과 전기 주행 범위, 자동차를 사용하는 습관까지 달라집니다.

HEV와 PHEV라는 이름이 어렵게 느껴졌다면 기술 용어를 외우기보다 두 자동차가 에너지를 얻고 사용하는 과정을 비교해 보는 편이 이해하기 쉽습니다.

HEV는 스스로 전기를 만들어 사용하는 하이브리드에 가깝다

HEV는 Hybrid Electric Vehicle의 약자로 흔히 '일반 하이브리드'라고 부릅니다.

일반적인 HEV에는 내연기관 엔진과 전기모터, 배터리가 함께 들어갑니다. 그렇다고 전기차처럼 충전기에 케이블을 연결해 배터리를 충전하는 것은 아닙니다.

차량이 주행하는 과정에서 엔진과 발전 시스템을 활용하거나, 감속할 때 발생하는 운동에너지의 일부를 회생제동을 통해 전기에너지로 바꿔 배터리에 저장합니다. 이렇게 확보한 전력을 필요할 때 전기모터가 사용하는 구조입니다.

예를 들어 신호가 많은 도심에서는 자동차가 출발하고 멈추는 과정이 반복됩니다. 차량과 시스템에 따라 차이가 있지만, 이런 상황에서 모터가 엔진을 보조하거나 일정 조건에서는 엔진 작동을 줄이는 방식으로 효율적인 주행을 돕습니다.

운전자 입장에서 편리한 점은 기존 내연기관 자동차를 이용하던 방식과 크게 다르지 않다는 것입니다.

주유소에서 연료를 넣고 운전하면 차량이 엔진과 모터의 사용을 스스로 조절하기 때문에 별도의 충전 습관을 만들 필요가 없습니다.

그래서 HEV를 이해할 때는 '충전기를 사용하지 않으면서 전기모터의 도움을 받는 자동차'​라고 생각하면 기본적인 특징을 파악하기 쉽습니다.

PHEV에는 왜 충전구가 하나 더 있을까

PHEV는 Plug-in Hybrid Electric Vehicle의 약자입니다.

이름에 들어 있는 'Plug-in'이 HEV와의 중요한 차이를 알려줍니다. 말 그대로 외부 전원에 플러그를 연결해 차량의 구동용 배터리를 직접 충전할 수 있습니다.

이를 위해 PHEV에는 일반적인 HEV보다 전기 주행을 적극적으로 활용할 수 있도록 구성된 배터리가 사용됩니다. 충전된 전력이 충분하고 차량이 요구하는 조건이 맞으면 엔진의 개입을 줄이고 전기모터를 이용해 일정 거리를 이동할 수 있습니다.

가령 출퇴근이나 가까운 생활권을 주로 이동하면서 집 또는 직장에서 꾸준히 충전하는 운전자라면 일상적인 이동의 상당 부분에서 전기 주행을 활용하는 방식이 가능합니다.

반면 장거리에서는 필요에 따라 엔진을 함께 사용할 수 있습니다.

이것이 순수 전기차(BEV)와도 구별되는 지점입니다. BEV에는 주행을 위한 내연기관 엔진이 없지만 PHEV에는 엔진과 전기 구동 시스템이 함께 존재합니다.

따라서 PHEV는 단순히 '배터리가 큰 하이브리드'라기보다 외부 충전을 적극적으로 활용하도록 설계된 하이브리드 방식이라고 이해하는 편이 정확합니다.

같은 하이브리드인데 생활 방식이 달라지는 이유

HEV와 PHEV의 차이는 자동차의 구조에서 끝나지 않습니다. 실제로 차를 이용하는 사람의 생활 습관에도 영향을 줍니다.

HEV는 충전 시설을 별도로 이용하지 않아도 됩니다. 아파트나 주택에 개인적으로 이용하기 편한 충전 환경이 없어도 기존 자동차처럼 주유를 중심으로 운행할 수 있습니다.

PHEV는 조금 다릅니다.

PHEV 역시 엔진을 가지고 있지만, 외부 충전을 통해 확보한 전기를 적극적으로 사용하는 것이 이 시스템의 중요한 특징입니다. 따라서 충전을 얼마나 편리하게 할 수 있는지가 실제 활용도에 영향을 미칩니다.

예를 들어 두 사람이 똑같은 PHEV를 가지고 있다고 가정해 보겠습니다.

한 사람은 매일 주차하는 장소에서 충전할 수 있고 하루 이동거리가 비교적 짧습니다. 다른 사람은 주변에서 충전하기 어렵고 장거리 운행을 자주 합니다.

같은 자동차라도 두 사람이 전기모터와 엔진을 사용하는 비율은 상당히 달라질 수 있습니다.

이 때문에 PHEV를 볼 때는 배터리 용량이나 표시된 전기 주행거리만 확인하는 것보다 내가 평소 어디에서 차를 세우고 얼마나 자주 충전할 수 있는지를 함께 생각해 보는 것이 중요합니다.

회생제동은 HEV와 PHEV 모두에게 중요한 기술이다

두 방식에는 외부 충전 여부 외에도 공통적으로 알아두면 재미있는 기술이 있습니다. 바로 회생제동입니다.

일반적인 자동차는 속도를 줄일 때 가지고 있던 운동에너지의 상당 부분을 마찰과 열 등의 형태로 소모합니다.

전동화 차량은 감속 과정에서 전기모터를 발전기처럼 활용해 운동에너지의 일부를 전기에너지로 바꿀 수 있습니다. 회수된 전력은 배터리에 저장됐다가 이후 전기모터를 구동하는 데 다시 활용됩니다.

물론 감속할 때 사용한 에너지를 모두 되찾을 수 있는 것은 아닙니다. 에너지가 변환되는 과정에서는 손실이 발생하기 때문입니다.

그럼에도 이 원리는 하이브리드 자동차가 반복적으로 감속하는 상황에서 에너지를 활용하는 중요한 방법입니다.

HEV도 이 방식을 활용하고 PHEV 역시 회생제동을 사용합니다. 다만 PHEV는 여기에 외부 충전이라는 또 하나의 에너지 공급 방법이 추가된다는 차이가 있습니다.

HEV와 PHEV, 무엇이 더 좋은 자동차일까

두 방식을 비교하다 보면 자연스럽게 '그래서 어느 쪽이 더 좋은가?'라는 질문이 생깁니다.

하지만 하나가 항상 우수하다고 단정하기는 어렵습니다.

HEV는 별도의 충전 계획 없이 기존 내연기관 차량과 비슷한 방식으로 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 주유하면서 전기모터의 보조를 활용하는 구조를 원하는 사람에게는 간편하게 느껴질 수 있습니다.

PHEV는 충전 환경이 갖춰졌을 때 전기 주행을 보다 적극적으로 활용할 수 있다는 특징이 있습니다. 대신 충전을 거의 하지 않는다면 PHEV의 특징 가운데 하나인 외부 충전 기능을 충분히 활용하지 못하게 됩니다.

자동차의 크기와 무게, 배터리 구성, 주행 조건, 제조사의 시스템 설계에 따라서도 실제 효율과 주행 감각은 달라집니다. 단순히 'PHEV니까 HEV보다 무조건 효율적이다'라고 판단하기 어려운 이유입니다.

결국 중요한 것은 기술 이름보다 자신의 자동차 이용 환경과 해당 방식의 특징이 잘 맞는가입니다.

정리하면 HEV와 PHEV 모두 엔진과 전기모터를 함께 사용하는 하이브리드 자동차입니다. HEV는 외부 충전 없이 차량 내부에서 전력을 관리하는 데 초점을 두고, PHEV는 여기에 외부에서 직접 충전할 수 있는 기능과 보다 적극적인 전기 주행 능력을 더합니다.

글 1에서 살펴본 메르세데스-마이바흐 S580 e 역시 이러한 PHEV 구조를 럭셔리 대형 세단에 적용한 사례라고 볼 수 있습니다.

자동차의 전동화 방식은 여기에서 끝나지 않습니다. 다음에는 엔진 없이 배터리와 모터만으로 움직이는 순수 전기차까지 범위를 넓혀보면 HEV, PHEV, BEV가 각각 왜 존재하는지를 더욱 명확하게 이해할 수 있습니다.

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FAQ

Q1. 일반 하이브리드 HEV도 충전기에 연결할 수 있나요?
일반적인 HEV는 PHEV나 순수 전기차처럼 외부 충전기에 연결해 구동용 배터리를 충전하는 방식이 아닙니다. 주행 과정과 회생제동 등을 이용해 필요한 전력을 관리합니다.

Q2. PHEV는 배터리 충전량이 줄어들면 운전할 수 없나요?

PHEV에는 내연기관 엔진이 함께 탑재되어 있기 때문에 순수 전기차와 작동 방식이 다릅니다. 차량은 배터리 상태와 주행 조건 등에 맞춰 엔진과 전기 시스템을 활용합니다. 세부 작동 방식은 제조사와 모델에 따라 차이가 있습니다.

Q3. PHEV를 충전하지 않고 계속 타도 되나요?

엔진을 이용한 운행 자체와 별개로, 외부 충전을 거의 하지 않는다면 PHEV의 중요한 특징인 충전 전력 기반의 전기 주행을 충분히 활용하기 어렵습니다. PHEV를 살펴볼 때 충전 가능한 생활 환경을 함께 확인해야 하는 이유입니다.

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