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수소엔진 자동차의 개발동향

전문가 제언: ○ Mazda는 2006년 2월에 세계 최초로 수소 로터리엔진 자동차인 를 개발하여 리스 판매를 시작하였다. 수소충전소에서 사용하는 표준압력인 35MPa의 수소탱크를 탑재하고, 수소만으로 주행하거나, 가솔린과 병행 사용하는 하이브리드 엔진시스템을 갖추었다.

○ 2008년 6월에는 Premacy <수소RE 하이브리드>자동차를 개발하여 교통부 인증시험을 실시하고 있다. 이 차량은 RX-8에 비해 주행거리와 가속성능을 개선하였고, 3열 시트 미니 밴에서 3열째 시트를 제거하고 이 자리에 35MPa 수소탱크를 설치하여 5명이 탑승할 수 있도록 실내공간을 크게 확장하였다.

○ 수소가스의 특징은 최소 점화에너지가 적고, 이론혼합기체에 있어서 연료 용적비율이 크다. 이 수소를 내연기관에 사용하면, 실린더 내 고온부의 영향에 의해 원래 점화시기보다 빨리 연소하기 때문에 조기착화에 의한 이상연소가 발생한다. 특히 왕복엔진은 흡기, 압축, 팽창, 배기가 실린더 내 똑같은 장소에서 이루어지므로 연소열에 의해 배기밸브의 온도가 높아져 이상연소가 생기기 쉽다.

○ 현재 양산하고 있는 수소엔진 하이브리드 차량은 엔진출력을 모두 전기에너지로 변환한 후 이 전기에너지에 의해 모터를 구동하고, 모터는 감속기를 거쳐 타이어를 구동하는 직렬방식을 채택하고 있으며, 배터리는 고출력밀도인 리튬이온 배터리를 채용하고 있다. 엔진의 운전 상태와 모터 출력을 최대한 동기화하여 주행감각을 향상시켰다.

○ 배기가스를 배출하지 않는 무공해 자동차인 수소자동차를 실용화하기 위해서는 연료탱크의 안정성, 수소충전 인프라 구축, 값싼 수소의 공급 등의 과제에 대해 종합적으로 기술개발이 실현되어야 한다. 대체연료 엔진자동차와 하이브리드 자동차는 물론, 에너지와 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 수소엔진 자동차 개발에 자동차업계의 노력을 기대한다.

저자: Akihiro Kashiwagi
자료유형: 학술정보