[미디어펜=김태우 기자]현대차와 토요타가 하이브리드차량으로 본격적인 경쟁에 돌입하면서 그간 무관심하던 운전자들까지 하이브리드차량에 관심이 높아졌고 이에 대한 관심이 높아지고 있다.

더욱이 양사가 각각 내놓은 다른 방식의 하이브리드 엔진으로 운전의 재미를 되찾겠다는 선언을 하고 나서며 새로운 진검승부를 벌일 것으로 예상된다. 

지난 21일 한국토요타는 무에서부터 다시 만들어 새롭게 탄생한 4세대 프리우스를 국내에 공식 출시하며 본격적인 시장공략에 나섰다.

일반적인 하이브리드 시스템이란 1대의 자동차에 동력원으로서 전기모터와 내연기관을 동시에 구비한 경우를 말한다.

휘발유기관이나 경유기관과 비교했을 경우, 하이브리드 시스템은 발진 시 내연기관과 모터를 동시에 이용할 수 있으므로 저속에서 이용 가능한 회전토크가 크다. 또 전기모터로 구동할 때는 소음이 적고 유해가스도 배출하지 않는다. 

내연기관은 필요할 경우에만 그리고 주로 효율이 높은 영역에서 제한적으로만 사용하므로 소형이면서도 연료소비율이 낮게 설계할 수 있으며, 제동 시 운동에너지를 전기에너지로 다시 회수할 수도 있어 전기차와 기타 친환경 차량들보다 각광받고 있다.

이런 하이브리드 차량들 중 선구자 역할을 해온 토요타의 하이브리드 시스템은 새로운 차량이 개발될 때마다 진보된 기술을 적용해온 것으로 유명하다. 

특히 이번 4번째 프리우드에는 단순 연비향상과 친환경성의 극대화에서 그치지 않고 자사의 하이브리드만이 가능한 쾌적하고 질주본능을 충족시킬 수 있는 주행을 가능하도록 총력을 기울인 것으로 알려졌다.

이를 위해 토요타는 새로운 하이브리드 시스템에 고효율화와 함께 손실저감 2가지에 중점을 두고 적은 엑셀조작으로도 민첩한 가속감을 느낄 수 있도록 했고 액티브 하이드로 부스터를 통해 기존과 다른 브래이크 배력장치 등을 탑재했다. 

이를 통해 완성된 것이 4세대 프리우스의 2ZR-FXE엔진이다. 이 엔진은 글로벌 최고수준의 40%의 열효율로 디젤엔진의 열효율에 필적한다.

이에 대항하는 국내 브랜드 현대자동차의 아이오닉은 1.6ℓ 애킨슨 사이클 엔진과 대용량 배기가스 재순환 시스템 등을 조합해 열효율(동력원이 에너지로 전환되는 비율) 40%를 달성했다. 

또한 이번에 새롭게 장착한 전기 모터는 사각단면 코일 적용으로 모터 동력 손실을 최소화해 95% 수준의 고효율을 구현했으며, 차량 운행시 모터가 즉각 개입해 초기부터 높은 토크를 낼 수 있어 기존 하이브리드 차량의 단점으로 꼽히던 초기 가속감 문제를 해결했다. 

이외에도 ‘아이오닉 하이브리드’에 적용된 리튬이온-폴리머 배터리는 니켈수소 배터리보다 출력이 높고 충방전 성능이 우수해 더욱 안정적인 전기차모드(EV모드) 주행이 가능하며, 배터리 시스템도 4중의 안전 설계를 적용해 고전압 안정성을 획기적으로 높였다.

아울러 현대차는 ‘아이오닉 하이브리드’에 새로운 엔진과 전기모터의 특성에 맞게 최적화한 하이브리드 전용 6단 DCT를 신규 독자 개발해 적용해 보다 탄력적인 주행성을 보존했다. 

하이브리드 전용 6단 DCT는 저마찰 베어링과 저점도 오일을 적용해 연비개선 효과를 가져왔으며, 알루미늄 소재 등을 사용해 차체 경량화에 힘을 보탠 것이 특징이다.

즉 보다 높은 효율을 강조하면서도  양사가 신차에 추구한 특징은 동일한 모습을 보이고 있다는 것. 하지만 직렬식하이브리드의 토요타와 병렬식하이브리드의 현대차가 다른 방식으로 같은 목표를 추구했다는 점에서 치열한 신경전이 예상된다.

토요타의 직렬식하이브리드 시스템은 내연기관은 발전기를 구동하고, 발전기에서 생산된 전기로 모터를 구동하는 방식이다. 구동축과 내연기관은 기계적으로 연결되어 있지 않아 과잉된 전기에너지는 축전지에 저장했다가 필요할 때 다시 사용할 수 있다. 

인버터가 교류발전기에서 생산된 교류를 직류로 변환시키기 때문에 이를 축전지에 저장할 수 있고 전기모터를 구동할 때는 인버터가 축전지에 저장된 직류를 역으로 교류로 변환시켜 전기모터에 공급한다.

반면 현대차의 병렬식하이브리드 시스템은 구동축을 내연기관 또는 전기모터로 구동할 수 있다는 차이점이 있다. 전기모터는 전기에너지를 축전지로부터 공급받는다. 축전지는 전기모터에 의해 충전된다. 

또 병렬식하이브리드 시스템은 내연기관으로 운전하는 동안 또는 제동시에는 전기모터가 발전기로 전환되어 전기를 생산할 수 있다.

이에 직렬식 하이브리드 시스템에 경우 저속구간에서 유리한 것으로 알려져있고 병렬식하이브리드 시스템은 고속주행시 직렬식보다 유리하다는 차이를 보인다. 

이와 관련해 한 업계관계자는 “각각의 하이브리드 시스템에서 확실한 차이를 보이는 현대차와 토요타가 어떤 승부를 보여줄지 기대된다”며 “스펙상에서 우수한 아이오닉과 하이브리드 대명사 프리우스가 소비자들에게 어떤 모습으로 어필할지가 승부의 관건이 될 것이다”고 전했다.