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하이브리드 자동차(Mechanism)의 분류

자동차 학습/하이브리드 자동차/PHEV 2020. 10. 6. 21:00 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

하이브리드 자동차(Mechanism)의 분류

1) 직렬형 하이브리드(Series Hybrid System)
 ① 정의
직렬형은 엔진-발전기-모터가 직렬로 연결되고, 엔진의 동력은 모든 발전기를 구동하여 전기에너지로 변환하고, 최종적으로 모터를 구동하여 주행하는 자동차이다. 엔진을 최적의 상태로 작동시키면서 주행이 가능하고, 주행거리가 비교적 길다.
 ② 장단점
- 장점
유독성 가스(CO, HC, NOx)의 배출이 최소화 되면, 별도의 변속 장치가 필요 없다 또한 연비는 가솔린 자동차 대비 2배 정도 좋아진다. 제어가 용이하다.
- 단점
모터를 구동하여 주행하므로 대용량의 모터와 배터리가 필요하며, 따라서 중량과 부피가 증가하고, 원가와 패키지 레이아웃에 불리하다. 또한 교류로 발전하면서 직류로 변환하여 배터리에 충전하고, 다시 모터 구동에는 교류를 사용하므로 에너지 변환 손실이 크다. 특히 가속 및 등판성능 등 구동력이 크게 요구될 때 충분한 구동력의 확보가 어려워 상품성에 단점이 있다.


2) 병렬형 하이브리드 시스템(Parallel Hybrid System)
① 정의 
모터와 엔진의 구동력을 적절하게 사용하여 주행이 가능한 자동차이다. 병렬형 하이브리드 시스템은 다양한 조합이 가능하며, 엔진의 동력을 이용하여 주행하거나 일정 동력을 모터가 보조하여 주행할 수 있다. 또한 필요 시에는 출발 및 저속 운행시에 전기 모터만으로 주행이 가능하다. 현대 대부분의 하이브리드는 병렬형에 속한다.
② 장단점
 - 장점
전기 모터로 엔진을 시동하여 시동초에 연료 소모와 배기 가스 배출을 최소화시킬 수 있으며, 직렬형에 비해 소용량의 모터와 배터리를 사용할 수 있다. 또한 직령형에 비해 에너지 변환 손실이 작은 편이며, 유독성 가스(CO,HC,NOx)의 배출은 가솔린 자동차 대비 약 10% 정도이다. 기존 양산차를 이용하여 생산이 가능하여 개발비가 적게 든다.
- 단점
직렬형보다 엔진이 커서 탑재성이 나쁘며, 주행 조건에 따라 엔진과 모터 등의 작동을 원활하게 함으로 동력 전달 시스템의 구성과 제어가 복합하다.


3) 복합형 하이브리드 시스템(Compound Hybrid System)
 ① 정의
위의 두 시스템의 장점을 결합한 직렬과 병렬의 혼합형이며, 동력전달 시스템의 구성과 제어가 병렬형에 비해 까다롭기 때문에 개발에 어려움이 있다.
전륜과 후륜을 각각 모터와 엔진이 구동할 수 있고, 필요 시에는 직렬형과 같이 발전하면서 주행이 가능하다.
② 장단점
 - 장점
직렬형과 병렬형 하이브리드 장점을 사용할 수 있다.
- 단점
병렬형 하이브리드 시스템에 비행 대용량의 모터가 필요함에 따라 중량이 크게 증가하며, 주행 조건이 복합 시 적절한 제어가 어렵다.

하이브리드(hybrid car) 구조

 

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