하이브리드 자동차 배터리 수명은 얼마나 될까요?

 안녕하세요. 훈스로그입니다. 

 최근들어 하이브리드 자동차의 보급속도가 급속도로 빨라지고 있습니다. 10년전만 해도 아반떼 HD 하이브리드를 타는사람들을 보면 저런차를 왜 사나 생각을 했었죠. 그저 독특한 사람들이나 산다는 편견이 있었던 하이브리드 차량이 이제는 전체 판매량의 10% 이상을 차지하고 있습니다.

 하이브리드 자동차란 모터와 엔진이 함께 사용되는 차량으로 HEV(Hybrid Electric Vehicle)라고 주로 부릅니다. Hybrid는 '혼합의'라는 뜻을 가지고 있는 용어이죠. 모터를 운용하기 위해 고전압배터리도 장착되어 있습니다.

 여기서 소비자들이 많은 의문을 가지실텐데요. 배터리는 몇년쓰면 수명 다돼서 엄청 빨리 닳는거 아닌가?, 스마트폰만 봐도 2년쓰면 새 휴대폰 대비 사용시간이 훨씬 줄어드는데,  하이브리드 배터리 수명도 그런 것이 아닐까? 라는 의문을 가지게 되시는거죠.

 그래서 현대자동차에서는 하이브리드 차량의 마케팅 포인트를 수리 걱정 없이 타라는 것에 맞추었었습니다. 불과 몇년 전까지만 해도 고전압 배터리 평생보증 제도를 시행 했었죠. 19년식 그랜저IG 하이브리드나 LF쏘나타 하이브리드는 최초 구매 고객에 한하여 차량을 팔 때 까지 배터리 보증을 해주는 제도였습니다. 배터리에 대한 걱정이 많으신분들이 많았기 때문에 시행했던 제도로 볼 수 있는것이죠.

 하지만 3세대 플랫폼 및 고전압배터리가 장착된 DN8쏘나타 하이브리드 이후에 출시하는 차량들부터는 적용되지 않습니다. 오직 10년 20만km 보증만 제공해줄 뿐이죠. 더 이상 그런 마케팅 포인트를 잡을 필요도 없고, 그냥 잘 팔리기 때문에 그러지 않을까 생각해요. 하지만 이정도의 보증만 해도 충분하긴 하죠.

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• 연비가 좋은 하이브리드 자동차

 그럼 이제 본격적으로 설명드려보겠습니다. 우선 배터리 수명에 대해 알기 위해서는 먼저 하이브리드 차량이 연비가 좋은 이유부터 살펴봐야합니다. 

 첫번째, 자동차는 브레이크를 밟을 때 에너지 손실을 가져 옵니다. 그래서 하이브리드 자동차는 회생제동을 통해 버려지는 운동, 열에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 저장하는 것이죠. 덕분에 연비 향상에 기여를 합니다.

 두번째, 엔진의 특성상 저속 및 출발 시에 효율이 매우 좋지 않습니다. 바로 이렇게 엔진 효율이 낮은 저속구간에서 모터가 동력을 보조해면서 연비 향상에 기여를 해 주는 것이죠. 반면에 상대적으로 효율이 좋은 고속 구간에서는 MG(Motor-Generator)를 통해 고전압배터리에 전기를 저장해 둡니다.

 많은분들이 선호하시는 EV모드는 실제 연비 향상에 기여하지 못합니다. 이 부분은 다음포스팅을 통해 다시 알려드려보도록 하겠습니다.

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• 하이브리드 배터리 수명은 얼마나?

 하이브리드 자동차에 장착된 고전압 배터리는 일반적으로 저용량 고출력 셀이 장착됩니다. 위에서 살펴봤듯이 하이브리드 자동차에서 모터 및 배터리의 역할은 오래동안 주행하기 위함이 아니라 필요할 때 순간적으로 보조를 해주는 역할을 하는 것이죠. 그렇기 때문에 '용량(Ah)' 보다는 '출력(Kw)이 높은 Cell을 채용하는 것이죠.

 하이브리드 자동차의 고전압배터리팩은 BMS(Battery Management System)에 의해 배터리 충전량(SOC)을 50%로 최대한 유지하려고 하는 특성이 있습니다. 실제 배터리리 SOC 사용 영역은 40~70 수준 밖에 되지 않습니다. 그 이유는 바로 수명을 극대화 시키기 위함인데요. 배터리는 완전방전(SOC 0%) 및 완전충전(SOC 100%)를 빈번히 사용하게 되면 수명이 급격하게 짧아집니다.

*SOC : State of Charge

 그래서 배터리의 용량에 마진(Margin)을 주어 10년 20만km, 아니 그 이상을 주행해도 열화에 의한 성능하락이 없게 만드는 것이죠

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• 하이브리드 배터리의 미래

 하이브리드 배터리를 아예 걱정안해도 된다는 의미는 아닌데요. 세계적으로 유명한 하이브리드 차량인 도요타 프리우스 1세대 차량 중 장기간 주행한 차량들에게서 배터리 교체 사례가 빈번히 보입니다. 하지만 배터리 교체의 이유는 용량열화 및 연비하락, 성능 하락에 의한 것이 아닌 '고전압배터리 경고등' 즉, 일부 모듈 불량에 의한 교체사례가 대부분입니다.

 배터리는 Cell -> Module -> Pack으로 이루어져 있습니다. 이 중 일부 모듈에서 불량 및 저전압 현상이 나타난 다면 자동차의 고전압배터리시스템에서 문제가 생겨 일부 모듈을 교체해야 해결이 됩니다. 하지만 아직까지 자동차 제조사에서는 모듈 단위 A/S를 제공해주고 있지는 않습니다. 전체 배터리팩을 교체해야하는 상황이죠. 그렇기 때문에 약 200만원 이상되는 교체 비용을 부담해야하기 때문에 부담이 되는 상황이 올 수 있습니다.

 하지만, 2021년에 하이브리드 자동차를 구매하신분들의 보증기간이 끝난 10년 후인 2031년을 생각해봅시다. 그 때도 리튬이온 배터리 가격이 지금처럼 비쌀까요?, 하이브리드 고전압 배터리팩을 교체하는데 200만원이 넘게 들까요?, 그 때 까지 오직 자동차 제조사 직영 사업소에서만 A/S가 가능하고 팩단위로만 교체를 해야할까요?

 저는 그렇지 않다고 봅니다. 지금도 하이브리드 자동차 배터리를 수리하는 사설업체가 존재합니다. 그 중 일부는 모듈단위 교체 서비스를 준비 혹은 제공하고 있습니다. Module 교체하는데는 Pack만큼 부담되는 비용이 발생하지 않는데요. 모듈 단위 교체를 진행한다면 20만원 이내로 수리가 가능하리라 생각합니다.

 그리고 단지 하이브리드 자동차의 고전압배터리만 걱정할게 아닙니다. 스마트 크루즈 컨트롤에 의한 레이더 센서, 카메라 센서, SBW 변속기, EPS, OTA 네비게이션, HUD, 어라운드뷰의 카메라 센서 등 자동차는 엄청나게 첨단화 되었습니다. 보증기간이 끝난 후의 수리비를 걱정하신다면 신차를 못타는 상황이 아닐까 생각합니다.

 그렇기 때문에, 하이브리드 자동차는 탈수록 연비가 줄어들어 결국 배터리를 교체해야한다. 그럼 연비로 아낀 돈 다날리게된다. 이런말은 의미가 없다는 것이죠. 앞에서도 말씀드렸다시피 10년 넘게타도 연비, 성능 하락은 없다고 말씀드릴 수 있습니다.

 앞으로 배터리 관련 글을 많이 올릴테니 자주 들려주시면 감사하겠습니다. -훈스로그-

 

하이브리드 자동차 연비 운전법 (EV모드)