하이브리드 자동차는 가다 서다를 반복해야하는 도심에서는 휘발유 차량에 비해 탁월한 연비를 자랑한다. 하지만 전기모터의 효율성이 떨어지는 고속주행 때에는 이 같은 이점을 누리기 힘들다.
최근 미국 GM사는 이 같은 하이브리드 카의 한계를 극복할 수 있는 새로운 개념의 ‘2단계 트랜스미션’을 개발했다. 먼저 1번 모드는 도심주행을 위한 것으로 대다수 하이브리드 카와 구동 메커니즘이 동일하다.
출발하고 정지할 때마다 계속해서 기어 비(gear ratio)를 바꾸고 전기모터와 휘발유 엔진의 동력 분담 비율도 균형을 맞춘다.
하지만 고속주행 때에는 전기모터가 충분한 동력을 제공하지 못해 휘발유 엔진의 활용 비중이 높아지고 연료소비도 많아진다.
바로 이때 쓰이는 것이 2번 모드다. 차량이 시속 48km를 넘어서면 1번 모드에서 자동 전환되는데, 전기모터가 서로 다른 기어에 연결돼 있어 고속으로 질주하더라도 계속해서 자기 몫의 동력을 제공할 수 있다.
속도가 일정하다면 8기통 엔진 중 4기통만 가동하고 나머지 동력은 전기모터로부터 얻어 휘발유를 절약할 수 있는 것. 단 아주 무거운 짐을 실었을 때처럼 강력한 힘이 필요할 때는 320마력의 휘발유 엔진이 모든 동력을 공급한다.
이 트랜스미션은 올해 말 GM의 셰비 타호와 GMC사의 유콘 SUV에 채용될 예정으로 이 차량들은 일반 휘발유 자동차 보다 25%의 연료절감 효과를 누릴 수 있다.
기술개발에 공동 참여한 BMW, 다임러크라이슬러, 벤츠 등도 자사 모델에 이 기술의 채용을 앞두고 있다.
2단계 트랜스미션의 연비 개선 원리
1. ‘1번 모드’에서는 기존 하이브리드 카처럼 구동된다. 전기모터(A)가 두 세트의 기어(b)를 돌리고 휘발유 엔진은 또 다른 기어와 연결된 축(c)을 회전시킨다.
이 힘을 모두 합쳐 차량의 바퀴를 돌린다. 매우 저속으로 운전할 경우 두 번째 전기모터(d)가 세 번째 기어 세트(e)를 돌리는 전동 전용모드로 바뀐다.
2. ‘2번 모드’에서는 전기모터가 고속주행에 적합한 에너지 효율을 낼 수 있도록 새로운 기어 세트로 바뀐다. 전기모터가 충분한 힘을 보태주기 때문에 휘발유 엔진은 모든 실린더의 피스톤을 작동시키지 않아도 된다.
3. 무거운 짐을 실었을 때에는 클러치(f)가 가변 기어 세트를 사전에 설정된 4가지 중 하나에 고정시켜 전기모터의 활용 없이 휘발유 엔진의 강력한 힘을 곧바로 바퀴에 전달한다. 이 상태에서 SUV는 휘발유 자동차와 동일한 메커니즘으로 구동된다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
