마일드 하이브리드[정의, 48V, 마일드 하이브리드 원리, 마일드 하이브리드 단점]

 

 마일드 하이브리드(Mild Hybrid) 시스템은 전통적인 내연기관을 개선하여 연료 효율성과 배출가스를 줄이기 위한 하나의 중간 단계 기술입니다.

 

 사실 자동차 회사들이 하이브리드 차량을 생산한 이유 자체가 연비규제에 맞추기 위해서였으니까요, 이 시스템은 내연기관의 성능을 보조하는 전기 모터와 배터리 시스템을 통해 효율성을 높이지만, 전기차처럼 완전한 전기 주행은 불가능한 구조입니다.

 

물론 사실 마일드 하이브리드가 뭐냐 라고 물어본다면 48V시스템을 사용하는 자동차가 정확한 설명이겠죠,  마일드 하이브리드는 복잡한 시스템이 아니면서도 연비와 환경적 측면에서 상당한 이점을 제공하며 기존차량의 설계와의 차이가 적은 가장 타협에 가까운 시스템입니다.

마일드 하이브리드 시스템의 전압 구조: 12V vs 48V

마일드 하이브리드 시스템은 주로 12V 및 48V 전기 시스템을 사용하여 엔진의 보조 역할을 수행합니다.

 

기존의 12V 시스템은 전통적인 내연기관 차량에서 전자 장비 및 소형 모터를 작동하는 데 사용되지만, 이는 하이브리드 시스템에서 충분한 전력을 제공하기에는 부족합니다. 이를 해결하기 위해 도입된 것이 바로 48V 시스템입니다.

 

12V 시스템은 오랫동안 자동차 전장품의 표준으로 자리 잡았습니다. 이 시스템은 라이트, 에어컨, 라디오, 스타터 모터 등 차량 내 전자장치를 구동하는데 적합한 전압을 제공해 왔지만, 하이브리드 시스템이 요구하는 전력량을 충족하기에는 한계가 있습니다.

 

예를 들어, 마일드 하이브리드 차량에서 전기 모터는 엔진의 부하를 줄이기 위해 상당한 출력을 제공해야 하는데, 12V로는 충분한 출력을 공급할 수 없습니다.

 

그로인해 48V 시스템은 한계를 해결하기 위해 도입된 기술로, 기존 12V 시스템과 병렬로 작동합니다.

 

48V 배터리는 더 높은 전력을 필요로 하는 전기 모터와 회생 제동 시스템 등을 지원하며, 에너지를 더 효율적으로 저장하고 사용할 수 있도록 설계되었습니다. 대략적으로 연비향상이 10% 정도로 보는 경향성이 강하죠

마일드 하이브리드의 공학적 원리

마일드 하이브리드 시스템은 주행 중 발생하는 에너지를 효율적으로 활용하는 것을 목표로 합니다. 핵심 기술은 회생 제동과 전기 모터 보조 가속입니다

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회생 제동은 차량이 제동할 때 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장하는 기술이라 전에 말씀드렸죠? 이때 사용하는 에너지는 엔진의 연료를 전혀 소모하지 않기 때문에, 연비 향상에 기여하는 데다가, 회생 제동의 효율성은 시스템의 전압과 모터의 설계에 따라 달기에 또 쉬운 기술은 아닙니다.

 

 전기 모터는 주행 중 특정 상황에서 엔진을 보조하여 연료 효율을 극대화합니다. 특히 가속 시 전기 모터가 엔진과 동시에 작동하여 내연기관의 출력을 보충하며, 이를 통해 엔진의 부하를 줄이고 연비를 향상시킵니다.

 

 마일드 하이브리드에서 사용되는 전기 모터는 일반적으로 작은 출력(약 10-15kW)을 제공하지만, 그 영향은 가속성능 및 효율성 측면에서 상당히 큽니다.

마일드 하이브리드 사용의 주요 이유

마일드 하이브리드 시스템이 도입된 주요 이유는 내연기관 차량의 단점을 보완하면서도 하이브리드 시스템의 복잡성과 비용을 최소화할 수 있다는 점입니다.

 

사실 연비규제를 넘기 위한 꼼수에 가깝죠 전기 모터가 엔진을 직접 구동하지 않기 때문에 전기차에 비해 배터리와 모터의 크기가 작고, 따라서 시스템 구축에 드는 비용이 낮습니다. 이는곧 리스크가 적음을 의미하죠

 

제조사 입장에서는 기존 내연기관 플랫폼에 쉽게 통합할 수 있어 추가적인 엔지니어링 작업이 크게 필요하지 않습니다.(물론 풀하이브리드나 PHEV에 비해서요)

 

또한, 마일드 하이브리드는 배터리 전력만으로 주행이 불가능하지만, 그럼에도 불구하고 연료 절감 효과가 크다는 장점이 있습니다. 특히 도심 주행과 같이 빈번하게 정차와 출발을 반복하는 상황에서 연료 소비를 줄이고, 배출가스를 감소시킬 수 있습니다. 이는 연비 개선과 더불어 배출가스 규제를 충족해야 하는 시장에서 매우 유리한 포지셔닝입니다.