플러그인 하이브리드 자동차
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1. 개요
대용량 배터리와 외부 충전 장치를 가지고 있어서 전기만으로도 일정 거리를 달릴 수 있는 하이브리드 자동차이다.
2. 특징
전기자동차의 약점인 충전소 문제를 해결하기 위해 내놓은 전기자동차와 하이브리드의 혼합 형태로, 접근 방식은 크게 둘로 나뉜다.[3] 첫째는 기존 하이브리드 차량에 추가로 배터리를 장착하거나 펌웨어를 트윅[4]하여 EV 주행거리를 더 확보한 형태다. 쏘나타 PHEV, 프리우스 프라임이 속한다. 둘째는 전기차의 파워트레인에 항속거리 증가를 위한 발전용 엔진을 단 형태다. 논란의 쉐보레 볼트는 일반 PHEV와 구조가 상당히 다르며[5] 전기 모드를 주로 쓰도록 세팅되어 있다. 그래서인지 GM 측에서는 이를 EREV로 칭하고 있다. 실제 EREV는 i3 ranger extender 모델과 같이 주행에 엔진이 전혀 참여하지 않고, 엔진은 발전용으로만 쓰인다.[6] 보통 PHEV가 전자고, 후자는 EREV(Extended Range EV, 주행거리 연장 전기차)라고 한다. 대한민국에서는 둘 다 플러그인 하이브리드로 분류하고, 보조금 혜택도 동일하게 받는다.
플러그인 하이브리드의 단점은 전기자동차에 비해 부족한 EV 모드 주행거리와 배터리 무게 증가[7]로 인한 연비 저하, 그리고 가격 상승을 들 수 있다. 대한민국은 플러그인 하이브리드 차량에 500만 원의 보조금이 지급된다. 그냥 하이브리드 차량의 보조금이 100만 원이고 추가적인 제조사 할인을 감안하면, 차이가 적다. 더 큰 문제는 순수 전기자동차처럼 자택이나 회사에 충전 공간을 마련할 수 없다면 전기자동차 충전소를 찾아서 이리저리 해매야 한다는 점이다. 무엇보다 플러그인 하이브리드는 '''완속'''(5핀) 충전밖에 안 된다.
그럼에도 순수 전기자동차의 가장 큰 문제점인 짧은 항속거리[8]를 화석연료 기반 차량과 동등한 수준으로 만드는 장점이 있다. 배터리의 용량이 부족하면 그냥 주유소에서 기름을 채워서 그냥 하이브리드 차량처럼 운행하면 된다. 엔진 구동 시의 진동은 어쩔 수 없지만, 화석연료 기반 자동차보다는 평균적으로 적다. 빠른 배터리 교환/충전 기술이 나오기 전에는 전기자동차와 화석연료 자동차의 가교 역할을 하리라 기대된다. 하지만 지원금이 순수 전기자동차에만 몰려 있고, 가격은 매우 비싼 탓에 보급 속도는 순수 전기자동차보다 훨씬 느리다.
3. 현황
3.1. 한국에서
2019년 들어 기존에는 장점이라고 했던 마일드 하이브리드와 전기차의 중간이라는 것이 장점이 아닌 단점이 되어 시판 모델을 찾기가 힘들어졌다. 마일드 하이브리드보다 비싸고, 전기자동차보다는 배터리 용량이 적어서 주행거리가 짧으며, 그러니 매번 충전하지 않으면 '플러그인'의 의미가 없고, 구매보조금/혜택은 전기자동차/수소자동차로 집중되고 있는 등 상품성이 영 어정쩡하다. 이로 인하여 주요 제조사들이 플러그인 하이브리드보다 마일드 하이브리드 방식 차량을 출시하는 추세로 흘러가고 있다. 그러다 보니 점차 뒷전으로 밀려나거나 라인업에서 제외되는 경우도 생겨나고 있어 앞으로의 발전이 불투명해지는 상황. 전술한 볼트도 단종됐고, 순수 전기차 버전이자 서로 다른 모델인 볼트 EV만 남았다. 게다가 2021년부터 플러그인 하이브리드 자동차에 지급되는 보조금이 500만원에서 50만원으로 대폭 하향된 상황이라 가격민감도가 큰 대중차브랜드의 플러그인 하이브리드 차량은 더욱 만나기 어려워질 전망이다.
대한민국산 모델 중에서는 기아 니로만 플러그인 하이브리드가 나오고 있다. K5와 쏘나타는 풀 모델 체인지하면서 PHEV가 없어졌고, 아이오닉은 2020년 3월 말 가솔린 모델이 단종되면서 없어졌다. 따라서 대한민국 자동차 시장에 풀린 PHEV의 대다수는 수입차다.
3.2. 외국에서
하지만 대한민국과 달리, 미국을 포함한 전 세계적으로 플러그인 하이브리드의 시장은 계속 성장하고 있다. 통계를 보면 주로 BEV(순수 전기자동차)와 PHEV(플러그인 하이브리드)의 "판매 비율"을 비교하고 있기에 갑작스런 순수 전기차의 고속 성장에 비해 입지가 줄어드는 것처럼 보이지만, 자동차 전체 시장을 기준으로 보자면 확실히 판매가 늘고있고 새로운 모델 또한 계속 쏟아져 나오고 있다. 특히 PHEV의 대명사격인 프리우스 프라임의 약진이 놀라운데, 과거에 비해 프리우스 패밀리 내 비율을 상당 잠식하고 있다. 4세대부터 디자인에서 차별을 두기 시작한 데다 미국의 경우 공격적인 가격 책정으로 보조금 포함 기준 일반 프리우스의 가격에 근접하거나 오히려 더 저렴해지는 역전 현상까지 보이기 때문.
2017년에는 그 동안 하이브리드의 불모지였던 미국 미니밴 시장에조차, 크라이슬러 퍼시피카의 플러그인 하이브리드가 등장했다. 벤츠와 BMW 역시 기존의 플러그인 하이브리드 모델을 계속 내놓고 있는 중이다. 특히 벤츠는 전기차는 EQ 브랜드의 새로운 모델로 내놓고 있고, 기존 모델에 싹 다 플러그인 하이브리드 모델을 출시하고 있다. 단 벤츠와 BMW는 성능업 개념의 모델이라서, EV 모드에서의 주행 거리가 상당히 짧다. 볼보 역시 최고급 트림에는 플러그인 하이브리드가 달려 있다.
3.3. 미래
플러그인 하이브리드 역시 내연기관(엔진)이 달려있기에 전기/수소차에 밀려 곧 사라질 하이브리드 자동차와 함께 있는 이상한 존재로 여겨졌으나, 한국정부를 포함하여 대부분의 각국 정부에서는 플러그인 하이브리드를 전기/수소차와 동급으로 취급하며 지원을 계속하고 있기에 기존 내연기관 자동차들과 하이브리드 자동차들이 다 없어 지더라도 오랫동안은 볼 수 있을것이다.④ (내연기관차에서 친환경차로의 전환 로드맵 마련) 수송부문의 미세먼지와 온실가스 저감을 위해, 2035년 또는 2040년부터 무공해차와 '''플러그인 하이브리드차''' 또는 무공해차만 국내 신차 판매를 허용하도록 내연기관차에서 친환경차로의 전환 로드맵을 마련한다.
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엄밀히 말하면 플러그인 하이브리드는 내연기관이 달려있어 무공해차량은 아니지만, 하이브리드 와는 다르게 충전소에서 충전한 뒤 전기차처럼 주행이 가능하며 내연기관을 이용하더라도 CO2 배출량이 매우 적고[9], 무엇보다도 충전소가 없거나 갑자기 배터리가 방전되어도 즉각적인 대처가 가능하다는 장점으로 특히 충전소가 적거나 국토가 매우 넓어 충전소 인프라를 빠르게 만들수 없는 국가에서는 플러그인 하이브리드차도 전기차(HV)처럼 꾸준히 인기를 얻으며 판매되고 연구되고 있어 2050년 이후에도 가장 최후까지 살아남는 내연기관이 있는 민수용 차량이 될것이다.
4. PHEV 모델
취소선은 단종된 모델
4.1. 국산
- 현대
- 기아
4.2. 외산
- 미국
- 일본
- 독일
- 프랑스
- 영국
- 중국
5. 기타
[1] 플러그인 하이브리드의 특징인 충전기가 뒤쪽으로 보인다.[2] 큰 모터는 구동모터이며, 작은 모터는 ISG(엔진에 시동을 걸 때, 주행중에 전동기를 보조하는 역할을 하며 배터리가 방전됐을 때는 발전기로 작동)이다. 최대 출력은 111kW(구동모터)+55kW(영구발전기→전동기 전환 시)이다. 체인을 통해 구동되는 디퍼런셜엔 바로 바퀴로 연결되는 샤프트가 들어간다.[3] 초창기에는 EREV가 먼저 이 개념을 들고 왔지만, PHEV 진영에서 물타기를 하고 난 이후론 아몰랑 상태인 게 현실.[4] 보통 동일한 HEV 차량에 전기 충전구를 추가하고 운전자가 언제라도 EV 전용 모드와 보통의 HEV 모드를 오갈 수 있도록 스위치를 붙이는 정도이다.[5] 볼텍 파워트레인 토요타 시너지 드라이브랑 비슷한 부분은 다층 클러치와 유성 기어를 통해 동력을 혼합하는 토요타의 핵심 특허가 걸린 부분이다. 이 부분을 제외하면 꽤 차이가 난다. 특히, VOLTEC 시스템은 변속기가 없다. 그래서 엔진 동력을 주행에 바로 이용하기 위해선 상당히 높은 속도로 항속해야 엔진 시동이 꺼지지 않은 상태에서 동력 연결이 가능하다.[6] 그러나 전기 그 자체를 '주입'할 수도 있다는 점이 디젤 전기기관차와 다른 점이다. GE 제네시스 시리즈의 일부 기관차나 ALP-45DP같은 하이브리드 기관차 정도에 거의 들어맞게 비유할 수 있을 듯.[7] 일례로 (단종된) 아이오닉 플러그인 하이브리드는 1,515kg으로, 한 체급 위인 쏘나타 2.0(1,470kg)보다 무겁다(...)[8] 예외로 테슬라의 전기차는 배터리 용량을 대폭 늘리면서 해결 (다른 EV에 비해 배터리 용량이 넘사다). (100kWh 트림 기준) Model X는 완충시 대략 300마일(대략 480km), 그리고 Model S는 거의 400마일 정도 주행이 가능하다.[9] 동급대비 80% 정도 절감[10] 6기통 천연가스 엔진 탑재.