Korean Institute of Machinery & Materials

한국기계연구원

한국의 독립적인 연구 센터, 이튼 하이브리드 전력 시스템의 친환경적 기능을 인정

“실제 도로 테스트 결과, 연비가 36%나 높다는 것이 인정되었습니다. 이 섀시 역량계 검사는 무려 42% 내지 54%나 높은 연비를 보여주었습니다. NOX 및 CO2 배출량도 각각 45% 및 35% 적었습니다. CO 배출량은 30% 감소했습니다.”

정동수 박사
한국기계연구원(KIMM)의 Green Car Research & Development Center 책임자.

배경

한국기계연구원(KIMM)의 Green Car Research & Development Center 책임자인 정동수 박사는 하이브리드 차량 기술의 상용화 및 채택은 전세계에서 확대되고 있으며 미래에도 계속 확대되어야 한다고 말했습니다. 정 박사는 유럽 및 북미 지역에서 상용 하이브리드 차량의 보급률이 2016년까지 80,000대에서 160,000대로 2배 증가할 것이라는 Frost & Sullivan 연구를 인용했습니다.

정 박사는 한국에서도 유사하게 성장하기를 바라며 상용 하이브리드 차량의 개발이 늦어져 아직 초기 단계라고 말했습니다.

그러한 이유로 최근에 8개 하이브리드 전기 운송 버스의 연비 개선과 배기가스 감소를 평가하는 일에 초점을 맞춘 KIMM 프로젝트의 지휘를 담당하고 있습니다. 이 차량은 대우 버스가 제작했으며 6리터 디젤 엔진, 리튬 이온 배터리, 수평식 하이브리드 전기 드라이브 장치를 장착하고 있습니다.

이튼의 한국 직원과 대한석유협회(Korea Petroleum Association)가 이 프로젝트를 지원하고 있습니다.

한국의 대전에 위치하는 KIMM은 1976년에 신뢰성 검사와 다양한 연구 및 개발 프로젝트를 통해 신기술 개발에 기여하기 위해 설립되었습니다.

도전 과제

테스트 버스들은 서울, 부산, 과천, 여수, 대전, 대구 등 6개 장소에서 운영되었습니다.

정확성을 높이기 위해 테스트에는 실제 도로 상에서 차량 성능의 중립적 평가가 포함되었습니다. 한 테스트에서 KIMM은 하이브리드 버스 한 대를 부산에 있는 부일 버스회사로 보냈습니다. 이곳에서 자동 변속기를 가진 전통적인 디젤 버스와 이튼 6속 자동 수동 변속기를 포함하는 이튼 하이브리드 드라이브 장치를 장착한 디젤 하이브리드 버스에 대한 연료 소비 데이터를 수집했습니다.

중간 수준 및 대량 운송 상태에서의 데이터를 수집하기 위해 유사한 설정의 차량들도 셔틀 버스라는 형식으로 검사했습니다. 정 박사는 "모든 도시에서 시험 운행을 하는 동안 일반 디젤 버스와 하이브리드 버스를 비교했을 때 연료 절감 예상량이 높다는 것을 알았습니다. 하지만 장비의 측정 준비를 하지 않았기 때문에 배기가스 감소를 확인할 수는 없었습니다"라고 말했습니다.

해결책

대형 차량의 섀시 역량계 검사 시설은 한국의 안산에 있는 Forhuman Engineering Inc.에서 사용했습니다.

이곳에서 배기가스 분석기를 사용하여 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 산화 질소(NOX), 이산화탄소(CO2)와 같은 배출 가스와 기타 미립자를 측정했습니다. 역량계 검사에는 정 박사가 부산시 모드와 SAE JE05 모드라고 설명한 2가지 종류의 드라이빙 주기가 포함되었습니다. 연료 소비량 측정도 실시했습니다.

정 박사는 "부산시 모드에서는 운영 시간과 거리를 연장했는데 한국 도시 버스의 실제 도로 운전 패턴과 가장 가까운 것이었습니다. JE05 모드는 다른 국가에서 널리 사용되는 공식적인 운전 주기입니다. 약간의 가속 및 감속 운전 패턴과 고속 운전 패턴으로 구성되어 있습니다"라고 말했습니다.

결과

어느 모드에서든지 배기가스 감소량은 놀라울 정도였습니다. 연비 성과도 마찬가지였으며 역량계 검사는 물론 이튼 하이브리드 전기 시스템을 사용하는 8대의 버스에 대한 도로 검사에서도 마찬가지였습니다.

정 박사는 "실제 도로 검사 결과 연비가 무려 36%나 높았습니다. "섀시 역량계 검사에서는 42%에서 54%나 높은 연비를 보여주었습니다. NOX 및 CO2 배출량도 각각 45% 및 35% 적었습니다. CO 배출량은 30% 감소했습니다"라고 말했습니다.

정 박사는 이튼 하이브리드 전력 시스템에서 재생 브레이크 기능과 ISG(Idle Stop and Go) 기능으로 인해 큰 연료 절감 효과를 얻었다고 말했습니다. 재생 브레이크는 하이브리드 버스가 감속할 때 활성화되며 일반적으로 소비되는 에너지는 배터리에 흡수됩니다. ISG 기능은 발 브레이크와 주차 브레이크를 적용할 때 활성화되며 디젤 엔진을 꺼서 연료를 절약합니다. 이 엔진은 운전자가 주차 브레이크를 풀면 다시 작동합니다.

전반적으로 한국에서의 상용 차량 하이브리드 성장 전망은 좋은 성적으로 시작했습니다.