문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 하이브리드 자동차 (문단 편집) ==== 직병렬 하이브리드 ==== 두 가지 방식의 혼용이다. [[토요타 프리우스]]에 채용되며 가장 유명해진 시스템 덕분에 토요타는 물론, 자사의 고급 브랜드인 [[렉서스]]에도 많이 채용한다. 공학식 용어로는 동력 분기식 하이브리드(직렬 병렬 복합식 하이브리드)라고 하며 해외에선 Power Split Type 하이브리드라고도 한다. 병렬 하이브리드처럼 엔진이 직접 자동차의 구동에 관여할 수 있고, 직렬 하이브리드처럼 모터의 힘만으로도 움직일 수 있고, 전기차 수준의 급가속도 가능하다. 병렬 하이브리드와 달리 2개의 모터가 필수로 들어가며 예전에는 시스템에 따라 구동용, 발전용 모터가 각각 들어갔었지만, 현재는 구동과 발전을 모두 할 수 있도록 만들어졌다. 그리고 무엇보다도 엔진이 구동에 참여하지 않아도 발전을 할 수 있다.[* 병렬 하이브리드는 불가능하다. 만약 병렬 하이브리드의 HSG가 변속기에 달려 있었으면 엔진이 구동에 참여하지 않아도 HSG를 돌릴 수 있다. 그것이 바로 르노의 E-테크 하이브리드다.] 2개의 모터는 MG1, MG2라고 하는데 여기서 MG는 모터(전동기)와 발전기를 뜻하는('''M'''otor '''G'''enerator)의 머릿글자에서 따온 것이다. 흔히 우리는 MG1 모터를 발전용, MG2 모터를 구동용이라 알고 있는데 왜 발전기와 전동기의 역할을 둘 다 할 수 있게 MG라고 이름을 붙였을까? MG1은 주행 중 발전으로 배터리 충전뿐만 아니라 시동을 걸때 시동 모터로도 사용된다. 또한 MG2도 구동에만 사용되는 것이 아닌 회생제동 시 돌아가 발전기 역할도 담당을 하기 때문이다. 따라서 각각의 역할은 정해져 있지만 한 기능에만 치우쳐지지 않고 복합적으로 작동한다. 덕분에 모터로 주행 중이거나 엔진이 개입했을때도 발전기 모터(MG1)를 돌려 배터리를 충전 할 수 있다. 내연기관만 사용했을 때보다 최대 100%가량 높은 연비를 보인다고 한다. 특히 렉서스 UX 기준 MG1 모터는 178 마력 당 131kW의 충전 출력을 배터리에 공급해준다고 한다. 토요타와 혼다의 직병렬 하이브리드 같은 경우 별도의 변속기는 탑재되지 않는다. PSD라고 불리우는 유성기어 세트+하이브리드 제어 장치인 PCU(Power Control Unit)+2개의 모터가 변속기를 대신해 엔진속도를 조절하는 방식으로(기어비는 고정), 이것을 토요타에서는 e-CVT라 부른다. 명칭 때문에 기자들이나 자동차 커뮤니티에서 조차 벨트 또는 체인으로 구동되는 [[CVT]]가 들어간다고 혼동하는 경우가 많으며 실제로 나무위키에도 잘못 서술된 문서가 많다. 구동 방식을 간략히 설명하면 이렇다. 맷돌을 돌리는 사람이 하나 있고, 큰 요정 하나와 작은 요정이 하나 있다. 사람은 움직임이 아주 특이한데, 아예 움직이지 않거나 최적 효율로만 움직인다. 물론 조금 힘을 더 내거나 줄이거나는 하지만, 최적 효율에서 크게 벗어날 정도는 아니다. 대신 요정 둘이 힘을 조절하고, 어떤 때는 비축하면서, 맷돌이 어떤 속력이나 힘으로 움직이든 최적 효율이 되도록 조절한다. 사람 하나와 요정 둘이 맷돌 손잡이를 붙잡아야 하므로 특수한 형태의 손잡이를 사용한다. 여기서 사람은 엔진, 요정 둘은 큰 모터와 작은 모터, 손잡이는 유성기어와 동력 배분 기기에 해당한다. 자세히 설명하자면 이렇다. e-CVT의 구성은 PSD(Power Split Device)라 불리우는 유성기어 세트와 SOC라는 하이브리드 관련 제어장치가 있다. PSD의 유성기어 세트는 중앙에 커다랗게 위치한 선 기어(Sun Gear), 선 기어랑 바로 맞물려있는 조그만한 3~4개의 기어인 피니언 기어(Pinion Gear), 그다음 각 피니언 기어에 연결된 캐리어 기어(Carrier Gear), 피니언 기어와 맞물린 원형 모양의 크게 외각으로 위치해있는 링 기어(Ring Gear)로 구성돼있다. 여기서 선 기어는 발전용 담당인 MG1 모터에 바로 연결돼있으며 피니언 기어와 맞물린 캐리어 기어는 엔진에 연결돼있고, 링기어는 구동용 MG2모터와 연결돼있는 동시에 MG2는 앞바퀴 드라이브 샤프트의 차동 기어와 직접적으로 맞물려있다. 선 기어와 링 기어 그리고 피니언/캐리어 기어는 주행상황에 맞게 PCU의 명령에 의해 같이 돌기도 하고 아니면 멈춰서 링기어와 선 기어의 회전수 차이를 조절하기도 한다. PSD가 작동되는 방식은 다음과 같다. 1.시동 시. 배터리에서 직류 전류를 공급하면 인버터를 거쳐 교류 전류로 변환한 후 각 모터에 공급한다. 여기서도 2가지로 나뉜다. 첫째, 배터리 잔량이 충분할 시엔 바로 MG2에 전류를 흘려 보낸다. 이때는 엔진이 깨있지 않기 때문에 전기차처럼 굉장히 조용히 시동이 걸린다. 둘째, 배터리 잔량이 충분치 않을때나 엔진이 너무 차가워 워밍업이 필요할때 혹은 시동부터 히터나 에어컨을 틀었을때는 SOC(배터리 잔량 센서)가 PCU에게 신호를 보내 PCU 명령에 의해 인버터에서 나온 교류 전류가 MG1을 작동시켜 엔진을 깨운다. 엔진이 돌아가면 시동 모터를 담당하던 MG1이 발전기 용도로 바뀌어 시동이 걸림과 동시에 배터리를 충전하게 된다. 2. 출발 및 저속 주행시. 배터리에서 컨버터를 거쳐 MG2에게 전류를 공급한다. 그러면 MG2는 앞바퀴를 구동시킨다. MG2가 작동한다는 것은 링 기어가 작동된다는 의미이다. 그러면 PCU가 캐리어 기어를 고정시키고 거기에 연결된 피니언 기어에게 같은 속도로 회전하라고 명령을 내리면 캐리어 기어가 고정돼있으므로 엔진은 구동되지 않는다. 그렇게 엔진은 꺼진채로 모터로 단독 주행을 하게 된다. 배터리 잔량이 부족할 땐 캐리어 기어가 도는데 피니언 기어는 그 자리에서 공전한다. 그렇게 선기어가 돌아가면 엔진이 MG1을 돌려 발전을 하지만 엔진은 구동에 절대로 참여하지 않는다. 3. 고속 주행 및 급가속시. 큰 출력을 필요로 하면 PCU의 명령에 의해 배터리가 MG1에게 전류를 흘려보내 선 기어가 작동되게 하여 엔진을 깨운다. 모터로 구동되는 MG2와 링 기어에 의해 피니언 기어가 PCU의 명령에 의해 1:1로 같이 회전하게 된다. 그러나 시동 상황과는 다르게 피니언 기어는 같은 속도로 회전하는게 아닌 링 기어와는 주행 상황과 속도에 따라 각각 다른 속도로 회전한다. 그러면 PSD의 모든 기어가 회전하게 된다. 엔진은 그대로 구동에 참여하게 되고 링 기어도 회전하므로 MG2가 때에 따라 엔진을 보조해준다. 또한 엔진이 구동되면 필요에 따라 선 기어도 돌아가고 거기에 연결돼있는 MG1은 발전기 역할을 하며 배터리 충전까지 한다. 사륜구동인 E-4 시스템에선 MGR(후륜모터)까지 작동한다. 가끔 엔진과 PSD 사이에 있는 원웨이 클러치를 붙여 엔진 단독으로만 작동할 때도 있다. 4. 회생제동시. MG2의 발전으로 인한 반력에 의해 차량의 속도가 점점 느려지고 전륜에 연결돼있는 MG2가 발전기 역할을 담당하면서 생산된 전류는 배터리를 충전하게 된다. 이때 MG1으론 충전을 하지 않는다. 오직 MG2로만 회생제동 시 충전을 담당한다. 사륜구동인 E-4 시스템에선 MGR도 같이 발전을 담당한다. 5. 후진시. 이때는 PCU에서 MG2와 인버터 사이에 연결된 3개의 배선 중 2개에 전류를 반대로 흘려 MG2를 반대 방향으로 구동시킨다. 후진 시에도 배터리 잔량이 부족하면 엔진을 작동시킬 수 있고 회생제동도 가능하다. 장점은 이렇다. 토요타와 혼다에 한해 변속기가 없고 기계적인 구조는 기존 내연기관보다 단순한 편이다. 이런 특성 덕에 기본 구동 효율이 우수하다. 기계적 구조가 아주 단순하다고 보기는 어렵지만, 그럼에도 기존 내연기관보다는 간략하다. 결정적으로 엔진이 자주 개입하는 병렬식보단 효율이 좋다. 같은 하이브리드 차급과 동일한 타이어 인치수 대비 [[현대 아반떼]] vs [[토요타 프리우스]], [[현대 투싼]] vs [[토요타 라브4]], [[현대 쏘나타]] vs [[토요타 캠리]], [[현대 그랜저]] vs [[토요타 크라운/16세대|토요타 크라운 크로스오버]] 등 모두 토요타가 공인연비나 시내주행 연비에선 현대보다 높다. 게다가 '''토요타는 과급 방식이 죄다 자연흡기고 배기량도 현대보다 높고 공차중량도 현대보다 상대적으로 많이 나가는데 말이다'''. 아반떼, 투싼, 그랜저는 모두 1.6T, 쏘나타는 2.0L인데 토요타는 프리우스 1.8L/2.0L, 라브4, 캠리, 크라운 2.5L이다. 물론 고속 연비는 토요타보다 현대의 병렬 하브가 비슷하거나 살짝 높다. e-CVT 한정으로 변속기가 없어서 변속 충격 등이 매우 적으며 승차감이 우수하다. 엔진이 거의 일정하게 작동하므로 소음 차단도 상대적으로 쉽다. 다양한 배터리를 사용할 수 있다. 특히 니켈 계열 배터리는 충전밀도 대비 가격이 저렴하지만 잦은 충방전이 이루어지면 성능이 급격히 나빠진다. 직병렬 하이브리드에서는 비교적 일정한 발전이 이루어지며, 니켈 계열 배터리라도 좋은 컨디션을 오래 유지할 수 있다. 니켈 배터리는 화학적으로 안정적인 장점도 있다. 일부 [[프리우스]]는 아직도 니켈-수소 배터리를 채용한다. 하지만 [[프리우스]] 2WD 중상위 트림, 토요타 [[캠리]], 혼다 [[어코드]]에는 리튬 폴리머 배터리를 채용한다.[[http://www.carguy.kr/news/articleView.html?idxno=43359|#]] 단점도 있다. 구조적으로 기존 내연기관과 호환되는 부분이 적다.[* 모터가 2개 들어간다고 단점으로 보기 힘들다. 왜냐면 병렬 하이브리드도 HSG를 포함하여 2개가 들어가기 때문이다.] 병렬 하이브리드는 기성 파워트레인에 적용하기 쉬운 편이다. 반면에 직병렬 하이브리드는 별도의 파워트레인설계가 필요하므로 다양한 모델을 선보이기 어렵다. 혼다의 i-MMD나 르노의 E-테크 하이브리드 모두 2.0L/1.6L 하이브리드 모델밖에 없다. 그러나 하이브리드 종가인 토요타/렉서스 만큼은 예외인데, 토요타/렉서스의 하이브리드 시스템은 대중차든 프리미엄 차량이든 그냥 돌려쓰는(?) [[토요타 TNGA 플랫폼]]을 바탕으로 정말 다양한 하이브리드 모델이 많다. 예를 들면 1.5 하이브리드([[토요타 야리스]], [[렉서스 LBX]]), 1.8 하이브리드([[토요타 프리우스]], [[렉서스 CT]]), 2.0 하이브리드([[토요타 코롤라]], [[렉서스 UX]], [[렉서스 IS|IS]], [[렉서스 RC|RC]]), 2.5 하이브리드([[토요타 캠리]], [[토요타 하이랜더|하이랜더]], [[토요타 크라운|크라운]], [[렉서스 ES]], [[렉서스 RX|RX]], [[렉서스 NX|NX]], [[렉서스 TX|TX]], [[렉서스 LM|LM]]), 3.5 하이브리드([[렉서스 LC]], [[렉서스 LS|LS]]) 등등 [[FF(자동차)|FF]]든, [[FR(자동차)|FR]]이든, [[SUV]]든 [[세단]]이든 소형에서 대형까지 차급을 불문하고 모두 e-CVT를 탑재한 직병렬 하이브리드 시스템을 채용하고 있는 것을 볼 수 있다. 토요타 입장에선 오히려 모델이 다양하지 않다는 단점은 병렬식 하이브리드에 해당된다 볼 수도 있다. 현대자동차그룹같은 경우 스마트스트림 1.6T/2.0L 하브가 전부이고 토요타/렉서스도 병렬식 하이브리드로 내세운 모델은 2.4T 하브가 전부이다. 직병렬 하이브리드는 토요타가 자사의 시스템을 베끼지 못하도록 우회 [[특허]]들도 대거 보유하여 다른 회사들이 개발에 어려움을 겪었다. 이로 인해 2019년에 토요타가 자사 일부 특허를 공개하기 전까지 직병렬 하이브리드를 채용한 회사는 이 토요타의 기술 특허를 우회한 [[혼다]]의 i-MMD가 유일한 경우이다. 과거에 [[닛산]]과 [[포드]]가 토요타의 직병렬 하이브리드 기술을 탑재했던 전례가 있다. 2004년에 토요타와의 기술제휴를 맺고 [[닛산 알티마]] 하이브리드와 [[포드 이스케이프]] 하이브리드에 토요타 하이브리드 시스템이 탑재됐지만 토요타에게 비싼 로열티를 지불하는 것이 꽤나 부담스러웠는지 닛산은 2006년에 그만뒀고 포드는 2010년대 와서 토요타와의 기술제휴를 포기하고 자체적인 하이브리드를 만들기에 이른다. 한때 [[혼다]]는 [[혼다 어코드#s-2.10|10세대 어코드]]에 이르러선 [[토요타 캠리]] 하이브리드를 뛰어넘는 연비(캠리: 18.1km/L, 어코드 18.5km/L)를 달성하기도 했었다. 그러나 11세대 어코드는 전세대와 똑같은 하이브리드를 탑재했는데도 오히려 캠리보다 떨어지는 연비를 기록한다.(캠리: 18.1km/L, 어코드 16.7km/L) [[2019년]] ~ 30년대 말까지 토요타는 2만3740건의 특허를 무상 공개하기로 했다. 이는 하이브리드 시장을 넓히는 동시에, 자사의 기술을 타사에 침투시키려는 행보라는 평이 있다. 다만 타사의 하이브리도 기술도 발전했고, 마일드 하이브리드나 [[전기차]]가 등장하는 시점에 큰 의미가 없다. 그리고 "막상 도요타가 공개한 기술의 뚜껑을 열어보니 쓸모없는 연관 기술 특허였고, 사용 조건 역시 복잡했다"며 반복된 마케팅 전략으로 보는 시각도 있다.[[https://www.opinionnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=15730|#]]저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기