하이브리드 연비의 꼼수

결론부터 말하겠다. LF 쏘나타 하이브리드는 LF 소나타에 비해서 확실히 연비가 조금 더 좋아진 점을 확인할 수 있었다. 하지만, 시승하는 동안 이해하기 힘든 일이 있어서 조사를 좀 해보았다. 내가 발견한 현상은 변속기의 덜컹거림 현상 외에 두가지였다. 변속기의 덜컹임은 어쩌면, 전기모터에서 엔진으로 전환되면서 생긴 충격일수도 있겠다. 하지만, 별로 즐거운 느낌은 아니었다.

그 외에, 두가지 현상은 이러하다.

1. 경제운전으로 운전을 해도, 연비가 대단하게 뛰어나지 않다.

2. 스포츠 모드(Sport Mode)로 운전했을 때의 연비가 오히려 좋았다.

그래서, 복합연비측정에 대한 국토해양부의 연비측정에 대한 자료조사와 하이브리드의 시스템에 대해 조사를 해 보았다.

먼저 알아두어야 할 점이 하나 있다.

※ 하이브리드는 두가지 연료를 소모한다. 전기와 휘발유다.

하지만, 우리가 보통 하는 연비측정은 휘발유의 소모량에 따른 연비측정을 하게 된다. 이는 잘못된 측정이다. 왜냐하면, 연비측정할때의 기준은 연료 소모량 외에, 배터리 사용량까지 확인을 해야 한다.

즉, 하이브리드의 연비 측정은 배터리 잔량까지 최초 수준과 도착시의 수준이 똑같아야 확실한 연비측정이라고 할 수 있다. 이해가 안간다면 간단히 설명을 해보겠다.

하이브리드는 브레이킹시의 회생제동 뿐 아니라, 엔진을 통한 배터리 충전을 하게 된다. 또한, 배터리로만 구동할 수 있다.

일정거리를 주행하면서 연비측정을 한다고 생각해보자. 우리는 주행거리에 따른 연료 소모량을 연비라고 부른다. 하지만, 맨 처음 배터리 수준이 완충상태였다면, 분명히 배터리로 구동되는 구간이 있을 것이다. 배터리로 구동되는 구간에서의 연료소모량은 ‘0’ 에 가깝다. 그렇게 되면, 계기판에 표시되는 연비는 99.9km/L 로 최고수준의 연비를 기록하게 된다.

100km 의 거리를 주행한다고 하자. 배터리만으로 주행할 수 있는 구간이 50km 나 된다고 본다면, 하이브리드 차량은 남은 50km 의 주행동안 소모한 연료량을 100km 의 거리로 계산해서 연비를 체크하게 된다. 하이브리드 차량에서의 누적 연비는 가솔린을 소모한 것에 대해서만 체크하기 때문에, 배터리로 주행한 구간에 대해서는 체크되지 않는다.

이것이 하이브리드의 꼼수다. 실제로 GM 쉐보레 볼트가 처음 출시되었을 때에, 이러한 점이 논란이 되었었다. 크게 이슈가 되지는 않았지만 말이다.

1리터의 가솔린으로 17km/L 정도를 달릴 수 있다고 하자. 그리고, 완충된 배터리로 60km 를 주행할 수 있다고 한다면, 100km 의 거리를 주행하는데에 2.35리터의 가솔린만을 소모하게 된다. 그렇다면, 메이커에서는 2.35리터만으로 100km 의 거리를 주행할 수 있는 리터당 42.55km/L 의 연비라고 발표하게 되는 것이다.

그렇다면, 왜 경제운전에서의 연비가 뛰어나지 않았고, 스포츠 모드에서는 그렇게 연비가 나쁘지 않았을까?

1. 경제운전시에 엔진은 수시로 배터리를 충전한다. 주행하면서 동시에 배터리까지 충전해야 하니, 엔진은 계속 움직인다.

내가 내린 결론은 이렇다. 경제운전을 한다고 했지만, 배터리를 충전하기 위해서 수시로 엔진이 작동했다. 전기모터로 구동되다가 엔진이 구동되니 깜짝 놀라긴 했지만, 나름 정숙한 편이었다. 모터로 구동되기도 하지만, 추월등의 부족한 출력을 보완하기 위해 사용된 엔진은 계속적으로 가솔린을 소모한다. 따라서, 연비가 뛰어나지 않았을 거라고 판단한다.

2. 스포츠 모드에서의 연비가 나쁘지 않았던 이유는 무엇이었을까?

그 이유는 생각보다 간단했다고 생각한다. 스포츠 모드로 움직이게 되면, 전기모터로 움직이는 구간이 줄어들게 된다.
즉, 그 사이에 배터리의 충전이 빨라진다는 것이다. 그래서 오히려 전기모터를 활용할 수 있는 찬스가 커지는 것이다. 잦은 충방전으로 인해 배터리가 자주 소모되는 것보다 꾸준히 배터리가 충전되는 이유로, 연비가 나쁘지 않았던 것이라고 본다.

빨리 충전이 되어서 전기모터로 가는 구간이 길었으니 일정구간에서 연비가 좋았던 것이었다.

연비측정은 어떻게 하는 것일까?

현재 출시되는 차량들은 도심연비와 고속도로 연비를 포함해 복합연비까지 표기하고 있다. 이들의 측정 방법은, 일반 소비자가 이해하기는 조금 난해하지만, 쉽게 풀어보도록 하겠다.

도심주행(FTP-75)모드 : 도심지역의 주행특성을 시뮬레이션. 총 주행거리 17.85km, 평균 주행속도 34.1km/h, 최고속도 91.2km/h, 정지횟수 23회, 총 2,477초의 특성 등으로 모의된 주행코스

고속도로 주행(HWFET)모드 : 고속도로 주행특성을 시뮬레이션. 총 주행거리 16.4km, 평균 주행속도 78.2km/h, 최고속도 96.5km/h, 총 765초의 시간동안 모의된 주행코스를 테스트한다.

위 자료는 국토해양부의 자료이며, 위의 도심연비에 0.55배, 고속연비의 0.45배를 합산하여 복합연비를 산출하게 된다.

확실히, 연료소비율에 대한 연비측정방법이 일반적인 우리의 주행환경과 다르다. 그 외에 연비를 높일 수 있는 방법은 더 있다. 연비측정에 사용되는 시험자동차는 주행거리가 3,000km 이상 주행한 길들이기가 끝난 차량이며, 시험이 진행되는 동안 시험실의 온도는 25±5 ℃ 를 유지할 수 있으며, 윤활유와 냉각수는 제작사가 따로 선택할 수 있다. 그뿐 아니라, 동력전달계통의 특정부분(휠 캡 등) 을 시험결과에 영향을 주지 않는 범위에서 제거할 수 있는데, 이는 일반 양산차와 다르게 무게가 더 가벼울 수 있다.

내가 찾아본 국토부의 연비측정 방법은, 우리가 실제 도로에서 체크할 수 있는 연비측정방식과는 확연히 다르다. 최단수만 사용한다던가 등, 얼마든지 연비를 높일 수 있는 꼼수가 존재한다. 엔진 칸막이나 차체 하부의 냉각을 위한 냉각팬 사용도 가능하다. 연료는 40% 이상 주입이기 때문에 40% 만 연료를 넣고 시험할 수 있고, 이는 마찬가지로 무게 감량으로 이어진다.

※ 시험용 연료는 우리가 사용하는 휘발유와 다르다. 즉, 각종 첨가제가 함유된 연료를 사용할 수 있다. 대기환경보전법에 맞는 연료면 되는 것이다. 일반 휘발유가 아니란 소리다.

하이브리드의 연비 측정방법에 대한 꼼수

하이브리드는 배터리로 전기모터를 구동시킨다. 따라서, 배터리 상태에 대한 방법이 추가되는데, 배터리 상태를 통상적인 충전레벨 상태로 설정하고 테스트하게 된다. 그런데, 통상의 사용상황 하에 있는 충전레벨에 대한 정의가 없다. 그리고 ,시가지 주행연비 측정방법에 추가하여 측정하게 되는데, 위에 언급한 방법과 크게 다르지는 않다.

하이브리드 차량은 시험 제작시 저장된 배터리에 연료의 순 발열량와 시험시 소모된 연료량의 곱을 배터리의 DC Bus Voltage(Open Circuit)으로 나눈다. 허용범위는 ±1% 로 한다. 이를 3차례 반복하여 연료소비율 측정을 하게 된다.

얼마전에 수입차의 뻥연비에 대한 뉴스가 나온적이 있었다. 주행저항값에 따른 연비측정의 방법이 다르다는 것인데, 관련뉴스는 [여기] 의 링크를 타고 확인해보면 되겠다.

실제 우리가 경험하게 되는 연비와 제조사에서 발표하는 연비가 다르게 나오는 이유는 간단하다.