회생제동은 전기차나 하이브리드차가 속도를 줄일 때 바퀴의 회전력으로 전동기를 돌려 전기를 만들어 배터리로 되돌리는 제동 방식을 가리키는 말이다. 회생제동이란 무엇인지, 원리는 어떻게 되는지, 강도를 어떻게 맞추면 효율에 도움이 되는지를 이 기사는 차례로 짚는다. 멀미, 브레이크등, 단점, 영어 표현까지 함께 다룬다.
회생제동의 뜻과 작동 원리
전기차의 구동 전동기는 전기를 받으면 바퀴를 돌리는 모터이지만, 거꾸로 바퀴가 전동기를 돌리면 발전기 구실을 한다. 가속 페달에서 발을 떼거나 브레이크 페달을 살짝 밟으면 차의 제어 장치가 전동기를 발전 상태로 바꾼다. 이때 발전하는 데 드는 저항이 바퀴에 걸려 차가 느려지고, 만들어진 전기는 배터리에 저장된다. 달리던 차가 가진 운동에너지를 열로 버리지 않고 일부나마 되살린다는 점에서 '회생'이라는 이름이 붙었다.
영어로는 보통 regenerative braking이라 부르고, 이 기능을 맡는 부분을 회생제동장치라고 한다. 회생제동장치는 별도의 큰 부품이 따로 있다기보다 구동 전동기, 전력을 변환하는 장치, 배터리, 그리고 이를 조율하는 제어 소프트웨어가 함께 일하는 체계에 가깝다. 기존의 마찰 브레이크는 패드와 디스크가 맞닿아 운동에너지를 열로 바꾸는 방식이어서 에너지가 고스란히 사라진다. 두 방식의 차이가 회생제동을 설명하는 출발점이다.
효율은 어디서 갈리나
회생제동으로 돌려받는 에너지는 줄어든 속도에 지출한 에너지 전부가 아니다. 전동기와 변환 장치를 거치며 손실이 생기고, 배터리가 받아들일 수 있는 전력에도 한계가 있다. 배터리가 가득 찼거나 온도가 낮으면 회생 제동력이 약해지는 일이 흔한데, 이는 배터리를 보호하려는 제어 때문이다. 그래서 같은 강도로 설정해도 날씨와 충전 상태에 따라 체감이 달라질 수 있다.
강도 설정의 핵심은 마찰 브레이크를 덜 쓰게 만드는 것이다. 회생 강도를 높이면 페달에서 발을 뗐을 때 감속이 커져, 앞차와의 거리를 보며 미리 발을 떼는 운전에서 회수량이 늘어난다. 반대로 강도가 약하면 차가 미끄러지듯 굴러가는 관성 주행이 길어진다. 관성 주행은 에너지를 변환하는 과정 자체를 거치지 않으므로, 도로가 한적하고 멀리까지 내다보일 때는 오히려 유리할 수 있다. 따라서 어느 한쪽이 언제나 낫다고 단정하기는 어렵고, 주행 환경에 맞추는 편이 합리적이다.
단점과 멀미, 브레이크등
회생제동의 단점으로 자주 꼽히는 것은 감속감이 낯설다는 점이다. 강도가 높은 상태에서 발을 급히 떼면 몸이 앞으로 쏠리고, 페달을 조금씩 조작하는 데 서툰 동승자는 울렁거림을 느끼기도 한다. 회생제동 멀미라고 불리는 이 증상은 설정을 한 단계 낮추거나 페달을 천천히 풀어 주면 줄어드는 경우가 많다. 또 낮은 속도 구간에서는 회생 제동력이 약해져 완전히 멈추려면 결국 마찰 브레이크가 필요하다는 점도 알아 둘 부분이다.
브레이크등은 흔한 궁금증이다. 페달을 밟지 않았는데도 회생제동으로 크게 감속하면 뒤차가 이를 알 수 있어야 하므로, 일정 수준 이상 감속할 때 브레이크등이 켜지도록 만든 차가 많다. 다만 어느 정도 감속에서 켜지는지는 제작 방식에 따라 다르다. 따라서 자신의 차가 어떻게 동작하는지는 설명서로 확인하는 것이 정확하다.
상황별 선택과 흔한 오해
시내 정체 구간처럼 가고 서기를 반복하는 길에서는 회생 강도를 높이는 쪽이 회수 기회가 많고 페달 전환도 줄어든다. 고속도로처럼 일정한 속도로 오래 달리는 길에서는 감속할 일이 드물어 강도 차이가 효율에 미치는 영향이 작다. 내리막에서는 강한 회생이 속도를 억제하며 에너지를 모으지만, 배터리가 가득 찬 상태라면 기대만큼 작동하지 않을 수 있다.
흔한 오해는 회생제동이 쓴 전기를 전부 되돌려 준다는 생각이다. 에너지는 일부만 회수되며, 그 몫은 주행 방식과 조건에 따라 달라진다. 또 회생제동이 있다고 마찰 브레이크가 필요 없는 것도 아니다. 급제동이나 완전 정지 때는 마찰 브레이크가 함께 작동하며, 두 방식의 배분은 차의 제어 장치가 정한다.
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 강도 높음 | 발을 떼면 감속이 크다. 가고 서기가 잦은 길에서 회수 기회가 많다. 쏠림과 멀미를 느낄 수 있다 |
| 강도 낮음 | 관성 주행이 길다. 한적한 길에서 유리할 수 있다. 감속이 필요하면 페달을 더 써야 한다 |
| 배터리 가득 참 | 회생 제동력이 줄어들 수 있다 |
| 저온 상태 | 배터리 보호를 위해 회생이 제한될 수 있다 |
| 완전 정지 직전 | 마찰 브레이크가 함께 쓰인다 |
효율을 높이려는 독자는 먼저 자신의 차에서 조절할 수 있는 회생 단계가 몇 가지인지, 설정 화면이나 패들 조작으로 바꿀 수 있는지를 사용 설명서에서 확인하면 된다. 이어서 자주 다니는 길의 특성에 맞춰 한 단계씩 바꿔 보며 계기판의 전비 표시와 승차감을 비교해 보는 것이 좋다. 브레이크등 동작이나 회생이 제한되는 조건처럼 차마다 다른 내용은 제조사의 공식 안내를 통해 확인하는 것이 가장 정확하다.
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