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현대자동차

중형 하이브리드 세단 연비 1위는 누구?

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2019 서울모터쇼에서 예고했던 대로, 지난 7월 22일 현대자동차는 신형 쏘나타 하이브리드를 출시했습니다. 무엇보다 신형 쏘나타 하이브리드가 화제를 모으는 것은 20.1km/L라는 동급 최고 수준의 연비 덕분입니다. 이러한 연비를 구현하는 데는 그 동안 국산 중형 하이브리드 세단뿐만 아니라 수입차에서도 쉽게 볼 수 없었던 첨단 기술들이 크게 기여했습니다. 이번 콘텐츠에서는 신형 쏘나타 하이브리드에 최초 적용된 기능들을 살펴보려 합니다. 

꿈의 연비 20.1km/L의 조력자, 솔라루프의 정체는? 

신형 쏘나타 하이브리드에는 태양광으로 차량 배터리를 충전해 주행가능거리를 증가시키고 배터리 방전을 막는 ‘솔라루프 시스템’이 탑재됐습니다. 솔라루프 시스템은 메인 동력이 아니라 보조 동력입니다. 즉, 하이브리드 자동차의 배터리를 충전 하거나 내연기관 자동차 동력 일부를 돕는 형태입니다.

솔라루프 시스템을 사용했을 경우 야외에서 하루 6시간 충전 시 1년 기준 총 1,300km가 넘는 거리를 더 주행할 수 있습니다. 현대차가 혁신적인 솔라루프 시스템을 개발하게 된 이유는 두 가지가 있습니다. 먼저 연비 향상으로 주행거리를 늘려 운전자 사용편의를 높이기 위해서 입니다, 그리고 최근 정부에서 2020년까지 차량의 평균 온실가스 배출허용 수치와 연비 기준을 각각 97.0g/km, 24.3km/l에 맞추는 안을 내놓았기 때문입니다. 

그렇다면 솔라루프 시스템은 어떻게 작동할까요? 솔라루프는 솔라패널과 제어기, 그리고 배터리 세 가지로 구성되어 있습니다. 태양광이 태양전지 셀 표면에 입사되면 전자와 정공으로 분리되면서 에너지가 발생합니다. 신형 쏘나타 하이브리드에는 200W급 솔라패널 장착되어 있습니다. 따라서 1시간 동안 태양광을 받으면 200Wh의 에너지가 저장됩니다. 

제어기에서는 MPPT(Maximum power point tracking)와 변압이 이뤄집니다. MPPT란 솔라셀에 모인 전력의 효율을 높이기 위해 전압, 전류를 제어하는 것을 말합니다. 이렇게 발전된 DC 전력은 제어기를 통해 차량의 기준전압으로 변압되어 배터리에 저장되거나 얼터네이터의 부하를 낮추는데 사용됩니다. 또한 태양열을 전기로 전환시키기 때문에 내부로 열이 전달되지 않아 자동차 내 온도를 낮추는 역할도 합니다. 

쏘나타 하이브리드에 최초 적용된 능동 변속제어 기술(ASC)

능동 변속제어 기술은 현대차가 독자 개발한 제어 로직을 통해 하이브리드 모터로 자동변속기를 초당 500회씩 초정밀 제어하는 기술입니다. 이 기술을 통해 기존 하이브리드 차량 대비 30% 빠른 변속이 가능해져 주행 성능과 연비, 변속기 내구성 등을 동시에 높였습니다. 

통상 하이브리드 자동차는 연비를 높이기 위해 일반적인 토크컨버터 변속기 대신 무단변속기를 사용합니다. 이로 인해 변속감 등 운전의 감성이 일반 내연기관차에 비해 다소 아쉬웠습니다. 특히 추월 등 급가속이 필요한 순간에 때때로 변속이 지연돼 운전자가 원하는 만큼 신속한 가속이 이뤄지지 않는 경우도 있었습니다. 그러나 현대차는 ASC기술을 적용해 기존 하이브리드 차량이 가지고 있던 단점을 해결했습니다.

현대차가 독자 개발한 능동 변속제어 기술(ASC)은 변속 시 엔진과 변속기의 서로 다른 회전 속도를 일치시키는 과정을 변속기 내의 유압이 아닌 ASC 제어 로직을 통해 주행 모터가 해주기 때문에 정밀하고 신속한 변속이 가능합니다. 즉, 주행 모터에 내장된 센서가 초당 500회씩 정밀하게 모니터링하면서 변속기의 회전 속도를 엔진의 회전 속도와 신속하게 동기화시켜주는 원리입니다. 이를 통해 변속시간을 기존 500ms에서 350ms로 30% 단축해 가속성능과 연비 향상은 물론 변속과정에서 불가피하게 발생하는 변속기 내부의 마찰을 최소화해 내구성까지 높였습니다.

또한 기존에는 다양한 변수를 추정할 수 없었기 때문에 초기에 설정된 값으로만 변속을 했습니다. 이렇게 되면 변속 시간이 지연되고 이는 곧 주행 성능 저하로 이어집니다. 반면, ASC는 주행 모터 내부에 장착된 센서를 통해 도로 상황, 변속기 내 오일온도 변화를 추정하고 이를 바탕으로 최적의 변속 제어를 해줘 운전의 재미까지 잡았습니다. 

최초∙최고의 조합 신형 쏘나타 하이브리드

신형 쏘나타 하이브리드는 앞서 나온 솔라루프와 능동 변속제어 기술 외에 경량화된 3세대 플랫폼과 최고출력 152마력, 최대토크 19.2kg•m의 스마트스트림 G2.0 GDI 그리고 120km/h에서도 EV 주행이 가능한 38kW(52마력)영구자석형 전기 모터 조합으로 시스템 최고출력 195ps의 강력한 힘과 함께 20.1km/L라는 꿈의 연비를 자랑합니다. 신형 쏘나타 하이브리드의 20.1km/L 연비는 현대 아이오닉을 제외한 국내 판매 중인 중형 하이브리드 세단들 중 가장 높은 연비입니다. 또한 이전 세대 쏘나타 뉴라이즈 하이브리드 보다 10%이상 연비가 개선됐습니다. 

현대자동차는 신형 쏘나타 하이브리드를 시작으로 이 후 출시될 모든 친환경 자동차에 앞서 언급한 솔라루프와 능동 변속제어 기술을 적용할 예정입니다. 현대차가 선보일 최신 기술들은 이게 전부가 아닙니다. 올해 하반기에는 신형 쏘나타 1.6 터보에는 세계 최초로 연속가변밸브듀레이션(CVVD) 기술이 적용된 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진이 적용될 예정입니다. 올해는 현대가 세계 최초라는 수식어가 많이 붙는 신기술들을 많이 선보였습니다. 이는 현대차가 이제 트렌드를 따라가는 자동차 제조사가 아닌 독보적인 선구자라는 사실을 명확하게 알려주는 증거입니다.

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현대자동차

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