[글로벌에픽 신승윤 CP] 4세대 LPDi 엔진과 E-Tech 시스템 결합으로 경제성과 친환경성 극대화

하이브리드 자동차 시장에 새로운 변화의 바람이 불고 있다. 르노코리아(대표이사 니콜라 파리)가 대한LPG협회와 손잡고 세계 최초로 LPG 직분사(LPDi) 엔진 기반 하이브리드 자동차 양산에 나선다고 7일 발표했다. 이는 기존 가솔린 하이브리드 차량과는 차별화된 경제성과 친환경성을 동시에 구현할 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있다.
협약 체결로 본격화된 양산 개발

지난 5일 서울시 강남구 르노코리아 서울사무소에서 진행된 'LPDi 하이브리드 자동차 양산 개발을 위한 업무협약' 체결식에는 니콜라 파리 르노코리아 사장과 이호중 대한LPG협회장을 비롯한 양사의 주요 임원진들이 참석했다. 이번 협약은 지난해 5월 체결한 '차세대 친환경 LPG 차량 공동개발 업무협약'의 연장선상에서 이루어진 것으로, 프로토타입 차량 개발 단계를 거쳐 실제 양산 단계로 진입하는 중요한 전환점이 될 것으로 보인다.

양사는 이번 협약을 통해 LPG 직분사(LPDi, LPG Direct Injection) 엔진을 기반으로 하는 국내 최초의 풀 하이브리드 양산 차량 개발에 공동 협력한다는 방침을 확정했다. 대한LPG협회는 10억 원 규모의 연구개발비를 지원해 향후 상용화 단계에서 기술 완성도와 사업 추진 동력을 높일 계획이라고 밝혔다.
4세대 LPDi 엔진의 혁신적 기술력

LPG 직분사 엔진은 고압 연료펌프를 통해 액체 상태의 LPG를 실린더 내에 직접 분사하는 4세대 시스템으로, 기존 LPLi(LPG Port Injection) 엔진과는 완전히 다른 차원의 기술이다.

기존 LPG 엔진이 액체 상태의 LPG를 기체로 변환한 후 연소실에 공급하는 방식이었다면, LPDi 시스템은 액체 상태 그대로 연소실에 직접 분사한다. 기체 상태의 연료는 제어가 힘들지만, 액체 상태의 연료는 그 양을 쉽게 조절할 수 있고, 각 실린더별 제어가 가능하기 때문에 엔진의 성능이 더욱 최적화된다는 장점이 있다.
LPG 연료는 기화성이 뛰어나 연소실에 분사하자마자 공기와 혼합되어 완전연소를 촉진시키기 때문에 직접분사 엔진에 적용 시 배출가스 저감에 유리하다는 특징도 주목할 만하다. 실제로 LPG 트럭의 경우 4세대 LPDi 엔진 탑재로 동급의 디젤 트럭(135마력)보다 출력은 18% 높은 159마력, 토크는 디젤과 동등 수준인 30.0kgf·m의 성능을 발휘하는 것으로 확인되고 있다.

르노 E-Tech 하이브리드 시스템과의 결합

르노코리아는 LPG 직분사 엔진에 자사의 핵심 기술인 직병렬 듀얼 모터 구동의 하이브리드 E-Tech 시스템을 결합해 경제성을 극대화한 풀 하이브리드 양산 차량을 개발할 계획이다.
르노 hybrid E-Tech는 11년간 축적된 르노의 전기차 전문성과 F1 레이싱 노하우가 집약된 가장 진보된 하이브리드 기술로 평가받고 있다. 이 시스템의 핵심은 2개의 전기모터와 배터리(에너지 저장), 배터리 관리시스템(BMS)으로 구성되며, F1의 ERS(에너지 회복 시스템)와 유사한 구조를 갖추고 있다는 점이다.

특히 주목할 만한 것은 도심에서는 최대 ~75% 주행이 가능하며, 민첩한 응답성과 정숙성을 겸비한 100%전기 주행을 즐길 수 있고, 장거리 운전 시엔 내연 기관을 활용하여 충전 걱정 없이 주행할 수 있다는 점이다. 이러한 E-Tech 시스템과 LPDi 엔진의 결합은 기존 하이브리드 차량의 한계를 뛰어넘는 새로운 차원의 성능을 구현할 것으로 기대된다.

프로토타입 시험 결과로 입증된 우수한 성능

양사가 지난해부터 진행해온 프로토타입 차량 개발은 이미 고무적인 결과를 보여주고 있다. 프로토타입 차량 시험 결과 LPG 직분사 풀 하이브리드는 기존 LPG 차량 대비 대폭적인 연비 성능 향상은 물론, 엄격한 배출가스 규제인 SULEV30(Super Ultra Low Emission Vehicle)도 만족하는 것으로 나타났다.

온실가스 배출량이 동급 가솔린 하이브리드차 대비 유의미한 수준으로 줄었으며, 엔진 내구 및 충돌 시험에서도 안전성이 확인됐다. 출력과 토크가 기존 가솔린 하이브리드와 동등한 수준으로 확보된 상태에서 연비가 대폭 향상돼 탁월한 경제성을 확보한 것으로 평가됐다.

이는 LPDi 하이브리드 기술이 단순히 개념적 수준을 넘어 실제 상용화가 가능한 완성도 높은 기술임을 입증하는 결과다.

르노코리아의 LPG 차량 개발 노하우

르노코리아는 국내 LPG 차량 시장에서 오랜 기간 축적된 노하우를 보유하고 있다. 2014년 국내 최초로 LPG 도넛탱크를 탑재한 SM5 LPLi 차량을 출시한 바 있으며, 당시 LPG 도넛탱크는 기존 LPG 차량의 불편함으로 인식되던 트렁크 공간 활용성을 크게 높이며 소비자들에게 많은 관심을 받았다.

이어 2019년에는 특허 받은 마운팅 시스템으로 정숙성과 안전성을 높인 QM6 LPe를 출시해 LPG SUV의 대중화를 이끌었다. 이러한 경험을 바탕으로 LPDi 하이브리드 차량 개발에도 충분한 기술적 역량을 갖추고 있다는 평가를 받고 있다.

친환경 자동차 시장에 미칠 파급 효과

LPDi 하이브리드 차량의 등장은 국내 친환경 자동차 시장에 상당한 파급 효과를 미칠 것으로 예상된다. 현재 하이브리드 차량 시장은 주로 가솔린 엔진 기반 시스템이 주류를 이루고 있는 상황에서, LPG 연료의 경제성과 친환경성을 결합한 새로운 대안이 제시되는 것이다.

2023년 기준 LPG 가격은 957원으로 경유 1,558원의 61% 수준으로 저렴하며, 연간 유류비를 디젤 트럭 대비 약 54만원 절감할 수 있다는 점을 고려할 때, LPDi 하이브리드 차량은 가솔린 하이브리드 대비 더욱 경제적인 운용이 가능할 것으로 전망된다.

또한 LPG 트럭은 질소산화물 저감을 위해 경유 트럭에 의무 장착해야 하는 질소산화물저감장치(SCR)가 불필요하여 요소수를 주입할 필요가 없어 트럭 유지보수비 절감에도 큰 도움이 된다는 점에서 유지비용 측면에서도 경쟁력을 갖출 것으로 예상된다.

향후 계획과 전망

르노코리아는 대한LPG협회와의 긴밀한 협력을 통해 수년 내 LPG 하이브리드 모델을 국내 시장에 선보일 예정이라고 밝혔다. 실제 양산이 이루어지면 국내 최초는 물론 세계 최초의 LPG 직분사 풀 하이브리드 모델이 될 전망이다.

이호중 대한LPG협회장은 "LPG 하이브리드 차량은 친환경성과 경제성을 동시에 확보한 차세대 모델로, 연비 향상과 온실가스 감축을 통해 운전자의 만족도를 높이는 동시에 대기환경 개선에도 기여할 것"이라고 기대감을 표했다.

이번 LPDi 하이브리드 자동차 개발은 단순히 새로운 차량 모델 출시를 넘어, 국내 자동차 산업의 기술 경쟁력 향상과 친환경 자동차 시장의 다변화에 크게 기여할 것으로 평가되고 있다. 특히 LPG 연료의 저렴한 가격과 우수한 환경성능, 그리고 하이브리드 기술의 결합은 소비자들에게 새로운 선택지를 제공하며, 친환경 자동차 보급 확산에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.




[글로벌에픽 신승윤 CP / kiss.sfws@gmail.com]