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전기차/전기차 이론

하이브리드 자동차의 원리

by 짐승 2023. 12. 10.
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이전글에서 하이브리드 자동차의 종류에 대해서 설명했다

 

다만 이글에대해서 이야기한건 플러그인 하이브리드와 일반하이브리드를 구분하는 방식에 대한 이야기지

 

그렇다면 모터와 엔진을 어떤방식으로 연결하는걸까라는 의문이 발생한다

 

그림 1. 하이브리드 자동차의 종류

 

위의문에대한 대답은 크게 3종류로 구분할수있는데 연결방식에 따라

 

병렬형 방식     [parallel hybrid]

직렬형 방식      [series hybrid]

동력 분기 방식 [power-split hybrid]

3가지의 방식이 존재한다 쉽게설명하면 

 

병렬형방식-클러치+제어

직렬형방식-바로연결해서 전달성은좋음

동력분기방식-완전분리래서 따로 운영할꺼야

 

정도로 이해하면 조금편한데 이를 좀더 자세하게 다뤄보자

 

1. 병렬형 방식 (parallel hybrid)

병렬형 연결방식은 널리 쓰이고 현대자동차에도 채용하고있는 방식으로 이방식 또한 세부방법에따라 

 

TMED [Transmission Mounted Electric Device]

 FMED [Flywheel Mounted Electric Device]

로 구분된다 좀더 직관적으로 아래사진으로 보면

 

그림 2.FMED TMED 차이

결국은 클러치를 어디에 다냐 로 생각하는 조금더 접근이 용이할것같다

 

TMED는 Transmission Mounted  말그대로 변속기가 장착된 정도로 이해해보고

FMED는 Flywheel Mounted 즉 플라이어휠이 장착된으로 접근해보면

 

FMED 는변속기와 모터사이에 클러치제어를 장착 

TMED 는모터와 엔진사시에 클러치를 장착

정도로 생각하고 다음을 접근해보자

 

위에서 설명했듯이 TMED는 모터와 엔진사이에 클러치를 장착한다

이러한 관점에서 생각해보면 클러치를 제어한다면 단순 완전 모터만으로 주행이 가능해지며 

EV에서 이러한 방식이 가능한 하이브리드 차는  "hard type hybrid"라고 칭한다 정도는 알아두도록하자

이와같은 방식을 사용해 양산된 차량의 경우 대표적으로 현대자동차의 아이오닉하이브리드와 소나타 하이브리드가 위와같은 방식을 사용한다 생각하면 편할것이다

  

FMED 변속기와 모터사이에 클러치제어를 통해 동력을 전달하며

방식의 경우 모터와 엔진 동시에 구동하게 된다, 다만 이방식의 경우 모터는 엔진의 보조용으로 사용 되며 

위에서 설명한 TMED와는 다르게 보조용으로 사용된다 생각 하면 좋겠다

위에서는 단독주행 가능한것을 hard로 칭했다면 아래에서는 "soft type hybrid"라고도 부른다 정도로 이해하면 편할것같다

 

 

FMED같은 경우는 거의 모든경우 같이사용하지만 브레이크 페달을 밟거나 페달을 밟지 않을떄는 회생제동모드로 충전하다 생각하면 조금 편할것이다 세부적인 사항은 회생제동에 대한 이야기를 할대 다루어보기로하자

 

2. 직렬형 방식 (series hybrid)

 

직렬형 이름을 들어봐도 단순하고 초기에 사용된 방식이므로 지금은 위방식을 사용하지만 왜사용하지 않는지에 대해서는 이해할 필요성이있다.

단순히봐도 엔진으로 전기를만들어서 충전된전기로 모터를 구동하는 방식인데

조금만 생각해보면 전기차와 내연기관 차의 단점을 모두가진 방식이다 정도로 이해하면 편할것 같다 

3.동력 분기 방식 (power-split hybrid)

동력분기식이라는 방식은 쉽게말하면 모터 2개를 써서 메인모터와 서브모터 를사용하고 

회생제동용 발전기+시동용모터와 단순 운전용으로 하나 씩 사용하는 방식으로 접근하면 편하다

 

자동차에 관심있는사람들은 들은적있겠지만 도요타는 미래에 하이브리드가 대세가 될것이라 예상하여  1등인방식 정도로 머리속에 넣어두자

 

뭐 깊이이게 다루기엔 너무 이야기가 길어지므로 여기서는 이정도로 멈추고 기회가 되면 자세히 다루어 보겠다.

 

 

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