최근 들어 크게 성장하는 친환경차지만 시장에서 그 비중은 여전히 작다. 내연기관을 달고 있는 차와 비교했을 때 주행거리의 한계, 배터리 충전문제 등 여러 문제를 안고 있기 때문이다. 물론 기술개발을 통해 몇 년 사이에 주행거리가 비약적으로 늘어나긴 했다. 배터리 등 핵심 부품의 성능을 강화한 덕분이다. 하지만 효율성을 높인 것도 빼놓을 수 없는데 그 대표적인 기술이 바로 회생제동이다.
회생제동은 하이브리드차, 전기차에 적용된 기술이기 때문에 최근에 개발된 것 같지만 사실 그 역사는 의외로 오래됐다. 1960년대 미국의 AMC사가 이 기술을 고안하고 설계했으며, 1967년에는 직접 아미트론이란 콘셉트카를 만들어 회생제동 기술을 직접 시험하려는 시도도 있었다. 그리고 기차나 지하철에는 꽤 오래전부터 적용해 효율을 높이고 있기도 하다.
회생제동에 대해 간단하게 설명하면 제동 시 발생하는 운동에너지를 다른 형태의 에너지로 변환해 활용하는 기술이다. 현재 대표적으로는 운동에너지를 전기에너지로 바꿔 배터리를 충전하는 방식이 있다. 주행 중 액셀러레이터에서 발을 떼면 전기 모터는 역회전하며 제동력이 생기는데, 이 힘으로 차의 속도를 줄이고 이 힘을 이용해 전기모터가 발전기의 역할을 해 전기 에너지를 만든다. 이렇게 만든 전기 에너지로 배터리를 충전하고 그 배터리를 다시 주행에 사용해서 에너지 효율을 높이는 것이다.
하이브리드나 전기차의 경우 회생제동 기술을 활용하면 40%에 이르는 연비 향상 효과를 본다. 회생제동은 다양한 감속 상황에서 적용되기 때문에 가다 서다를 반복하는 도심에서 효과가 더 크다. 또 한 가지 장점은 회생제동을 사용하면 유압 마찰 제동량을 줄일 수 있어 브레이크 디스크 로터 및 브레이크 패드 등의 수명이 늘어난다.
회생제동으로 에너지를 얻는 다른 방법으로 플라이휠이 있다. 기계적인 방식으로 구조가 단순하고 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 브레이크를 밟을 때 발생하는 운동에너지를 플라이휠에 저장했다가 동력이 필요할 때 사용한다. 전기모터로 전기를 만드는 대신 플라이휠을 사용해 효율을 높이는 것. 플라이휠은 무단변속기의 구동축이나 전기모터에 직접 연결한다. 플라이휠의 경우 하이브리드차, 전기차뿐만 아니라 내연기관을 단 차에도 적용할 수 있다.
회생제동은 모터스포츠에서도 활용된다. 최근 하이브리드 파워트레인을 적용한 레이싱카가 많아지기 때문이다. 효율을 높이고 더 빠른 속도를 내기 위해 추가 동력을 얻는 게 목적이다. 하이브리드 파워트레인을 사용하는 내구레이스 레이싱카나 전기모터로만 움직이는 포뮬러E 레이싱카 또한 회생제동 기술을 사용하고 있다. 회생제동 기술은 성적에도 영향을 미치는 요소가 된다. 모터스포츠에서 기술을 활용한다는 것은 좋은 의미다. 극한 상황에서 기술을 적용하고 발전시키면 점점 완성도가 높아지기 때문에 양산차에 효과적으로 적용이 가능하다.
회생제동 기술만으로는 친환경차가 가진 약점을 근본적으로 해결할 수 없다. 하지만 내연기관차의 사례에서 보듯 효율성을 높이는 기술로 차량 유지비를 줄여준다. 친환경차도 마찬가지다. 대용량 배터리와 강력한 전기모터도 중요하지만 효율성을 높이는 것이 그만큼 중요하다. 회생제동 기술을 계속 발전시켜야 하는 이유다.
