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토요타 프리우스

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solar0313 (토론 | 기여)님의 2021년 1월 22일 (금) 10:51 판 (제원)
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토요타(トヨタ自動車株式会社, Toyota Motor Company, 丰田汽车)

프리우스는 일본의 자동차 제조업체가 생산하는 하이브리드 자동차로, 1997년에 첫 출시된 세계 최초의 양산형 하이브리드 승용차이다. 프리우스를 중심으로 하이브리드 전용의 브랜드를 구축했다.

개요

도요타 프리우스는 토요타가 1997년부터 개발한 풀 하이브리드 전기 자동차로 첫 출시 당시 4도어 세단이었지만 2003년부터 5도어 패스트백 해치백으로만 생산되었다. 2007년 미국 환경보호국(EPA)과 캘리포니아 대기자원위원회(CARB)는 배기가스 배출량을 기준으로 프리우스를 미국에서 가장 깨끗한 차량으로 평가했다. 2018년형 프리우스 에코는 플러그인 기능 없이 미국에서 사용 가능한 연비 가솔린 차량 중 현대자동차 아이오닉 블루에 이어 두 번째 순위를 기록했다.[1] 프리우스는 1997년 일본에서 처음 판매되기 시작했으며 그 후 2000년에 전 세계에 도입되었다.[2] 프리우스는 가장 큰 시장인 일본과 미국을 포함해 90개 이상의 시장에서 프리우스를 판매하며, 세계 시장의 누적 프리우스 리프트백 판매량은 2013년 6월에 300만 대를 돌파했다.[3] 미국에서 2011년 4월 초까지 누적 판매량 100만대를 달성했고, 일본은 2011년 8월에 100만대를 돌파했다.[4]

역사

프로토타입

1995년 11월, 제 21회 도쿄모터쇼에 출품되었다. '사람과 지구에 있어서 쾌적한 것'이라는 컨셉으로 개발되어 저연비 주행을 목적으로 한 파워트레인 시스템인 TOYOTA EMS (Energy Management System)를 탑재했다. 이것은 엔진과 구동계의 효율을 큰 폭으로 향상시켜서 정차시 엔진 정지 등의 획기적인 기능을 적용하고, 동급차 대비 약 2배 높은 연비인 30.0km/ℓ의 실현을 목표로 하고 있었다.[5] 전동 파워스티어링, 저회전 저항 타이어, 전동 컴프레서 에어컨 시스템, 신재활용 방음재(RSPP)을 적용했다. 안전장비로 측면 충돌에 대응하기 위한 사이드 에어백 등 모두 6곳의 에어백이 있었다.

조수석 및 리어 시트에 내장식 카시트나, 미래 대응형 멀티미디어 시스템, 돔 램프에 설치된 네 방향의 마이크로파 센서로 주차 중 차내에 침입자를 감지하는 기능도 탑재되었다. 실내 계기판은 중앙이 아닌 운전석 쪽에 배치한 전통적인 형태였다.[6]

1세대

1997년 12월, '21세기에 늦지 않았습니다'라는 슬로건과 함께 세계 최초의 양산 하이브리드 자동차인 1세대가 발매되었다. 사이즈는 소형 5넘버 4도어 세단으로, 디자인은 역대 셀리카 등을 담당한 도요타의 미국 디자인 거점인 CALTY가 맡아 미래에서 온 차의 이미지에 걸맞은 익스테리어이다. 외관은 당시로서는 보기 드문 프론트 그릴과 보닛을 매끄럽게 연결한 디자인을 채택했다. 이것은 디자인 만이 아니고, 공기 저항의 감소에도 크게 기여하고 있다. 또, 차량의 전체 높이를 크게 잡아 착석 위치를 높여 승하차를 용이하게 하고 차내의 거주공간을 효과적으로 사용할 수 있도록 하였는데, 이는 당시의 세단으로는 혁신적인 패키징이었다. 초경량 단조 알루미늄 휠을 장착하고, 게다가 그 위에 공기 저항 저감을 위한 수지제의 휠 커버를 장착했으며, 4세대까지 쭉 이어져 오는 방식이다. 구동 유닛은 토요타 하이브리드 시스템(THS, Toyota Hybrid System)라 불리며, 미러사이클 방식의 1NZ-FXE형 가솔린 엔진과 1CM형 영구자석식 동기모터를 병용해 동력을 발생시킨다. 1CM형은 마이너 체인지시에 개량되어 2CM형이 된다.

발표 당시의 일본 기준으로의 연비는 28.0 km/l(10·15 모드)로, 당시의 동급의 가솔린 엔진차와 비교해 뛰어난 성적이었으며 그 후의 개량에 의한 최종 모델의 연비는 31.0 km/l(10·15 모드)였다. 첫 세대의 양산형 하이브리드 차량이기 때문에 주행성능은 당시의 총 배기량 1,000cc 이하의 소형차와 비슷했고, 배터리 결함을 걱정하는 사람이 많았는지 연간 판매대수가 최대 2만 대를 넘지 못했고, 모델 말기에는 1만 대 아래로 떨어졌으며, 2세대와 같은 히트나, 3세대와 같은 기록적인 판매량은 나오지 못했다. 2세대 이후는 3넘버가 됐으며 2세대 프리우스 이후에도 도요타의 하이브리드 승용차는 주로 3넘버가 됐기 때문에 도요타의 5넘버 하이브리드 승용차는 아쿠아가 등장하기까지 나오지 않았으며, 초대 프리우스 흐름을 이어가는 노치백 세단형 5넘버 하이브리드 승용차는 코롤라 악시오 하이브리드(NKE165형)의 등장까지 한동안 끊기게 된다.[6]

프리우스 1세대는 일본을 제외하고 미국과 유럽, 호주 등에서도 판매되었다. 일본 외 판매모델의 코드는 NHW11로, 유럽에서는 2000년 9월에 판매시작했으며, 호주에서는 2001년 10월 시드니 모터쇼에서 첫 공개되었다. 생산은 2000년 5월에 마치모토 공장에서 담당하였으며, 2003년 6월에 33,411대의 NHW11이 생산되었다. NHW11 프리우스는 더 빠른 속도와 장거리 주행을 위해 부분적으로 변경이 있었으며, 미국에서는 스텐다드, 베이스, 투어링의 세 트림으로 출시되었다.[7]

2세대

2003년 8월에 출시되었다. 동일한 차명을 쓴 차가 풀 모델 체인지를 통해 바디 타입이 달라지는 것은 이례적인 일이지만, 1세대의 4도어 세단에서 2세대는 5도어 해치백으로 변경되었다. 2세대부터는 일본 외의 시장도 고려해 대형화되어 휠베이스가 2,700mm가 되어 일본 시장에서는 3넘버로 등록되었다. 주유구가 오른쪽에서 왼쪽으로 변경되면서 C필러와 D필러 사이에 창문이 추가되었다. 출시 당시 목표 월간 판매 대수는 1세대 판매량의 3배인 3,000대로 잡았다.

2세대에는 토요타 하이브리드 시스템(THS)의 발전형인 THS-II(Toyota Hybrid System II)이 탑재되고, 엔진은 1세대와 같이 1NZ-FXE형을 탑재하지만 최고 회전수를 5000rpm까지 증가시켰다. 하지만 연비는 한층 더 향상해 35.5km/ℓ(10·15 모드 기준)가 되며, 4인승 이상의 양산형 하이브리드 차량으로서는 당시 세계 최고 수준의 연비를 달성했다. 신형 모터인 3CM의 출력을 33kW에서 50kW으로 향상시켰고, 전지에는 니켈, 수소 충전지를 사용했다.

미끄러짐 방지 기구와 전동 파워 스티어링을 통합 제어하는 S-VSC, 배터리를 전원으로서 동작 가능한 전동 인버터가 세계 최초로 탑재되었다.[6] 키를 주머니에 넣은 채로 차에 가까이 다가가면 잠금 해제가 되는 키리스 오픈 도어, 후방 카메라의 영상에서 장소를 지정하는 것만으로 주차할 때 핸들 조작을 자동화할 수 있는 세계 최초의 인텔리전트 주차 어시스트 등의 최신 기술이 투입되었다.[5]

2세대에는 28개의 모듈로 구성된 201.6V NiMH 배터리를 사용하며, 각 모듈은 6개의 개별 1.2V, 6.5Ah 프리즘 NiMH 셀로 구성되어 있다. 28개의 모듈은 직렬로 연결되어 총 1.310 kWh의 에너지 저장 용량을 생성한다. 배터리 제어 컴퓨터는 충전 상태(SOC)를 약 40~80%로 유지하고 평균 SOC는 약 60%에 달하며, 약 400Wh의 에너지 저장 공간이 회생 제동으로부터 에너지를 흡수하여 하이브리드 드라이브-트레인으로 다시 방출할 수 있다.[8]


3세대

2009년 1월에 개최된 북미 국제오토쇼에서 발표되었으며 같은 해 5월 18일에 일본에서 판매가 시작되었다. 일본 시장을 제외하고 2009년 5월 말쯤 북미 시장에서 발표되고, 2세대 모델의 약 2배인 80개국에서 판매되었다. 생산은 당시 아이치현 토요타시의 도요타 자동차 츠츠미 공장과 가리야시의 도요타 차체 후치미츠 2공장에서만 담당했다.

바람의 흐름이 가장 부드럽게 차의 표면을 스칠 수 있도록 공기역학적 측면을 고려해 차량을 설계했다. 프리우스만의 고유한 '트라이앵글 실루엣'은 공기 저항을 최소화한다. 확대된 프론트 필러로 경사가 졌으며 루프탑은 뒤쪽으로 좀더 이동했다. 이로써 뒷좌석에 더 여유있는 공간이 확보되고 비교적 낮은 차제에 다이내믹한 느낌이 더해졌다. 전면에서 후면까지 매끄럽게 이어지는 차체 라인은 고속 주행 시 안정감을 유지하는데 도움을 준다. 후방 설계는 옆면과 조화를 이루며 대담하고 견고한 모습을 보인다. 회사측은 전방과 마찬가지로 범퍼 모양의 날카로운 테두리의 '에어로 코너'를 채택해 고속 주행 시 공기저항 성능과 안정성을 높였다. 더불어, 역사상 다른 어느 토요타 차량보다 많은 풍동 테스트를 받았다. 그 결과 전세계 양산 차종 중 가장 균형 잡힌 공기역학적 특성을 확보했다. 신형 프리우스 디자이너들은 공기역학적 저항을 막기 위해 스타일과 언더 플로어, 휠 모양에 중점을 두고 공기 저항 계수를 이전 모델의 0.26에서 0.25로 수치를 줄였다. 경제성과 친환경성, 편의성이 동시에 업그레이드 됐다. 새롭게 개발된 하이브리드 시스템을 통해 향상된 연비와 성능, 미래 지향적인 디자인, 넓은 실내 공간을 확보했으며, 자동 주차 보조 시스템(IPA, Intelligent Parking Assist), 스티어링 휠 터치 컨트롤 등 각종 첨단 기능을 장착했다.

멀티인포메이션 디스플레이를 통해 친환경 주행이 가능하다. 특히, 에코(Eco) 드라이빙의 효과와 장점을 실시간으로 제공하는 '에코 드라이브 모니터'를 장착했다. 이 모니터는 에너지 재생 상태를 보여주는 '충전 영역(Charge Area)'과 에코 드라이빙 상태를 보여주는 '에코 영역(Eco Area)'으로 구성됐다. 플랫폼도 재설계됐으며, 콤팩트한 하이브리드 배터리를 채용해 넓은 실내와 넉넉한 수납공납등 여러 측면에서 유용한 디자인으로 거듭났다. 또 하나의 특징은 새로 개발된 좌석 프레임이다. 좌석 등받이 두께가 기존 모델보다 30mm 더 얇다. 좌석 곳곳에 가해지는 접촉 압력을 면밀히 연구해 안락함을 더했다. 합리적으로 설계된 콕핏 레이아웃은 모든 기능을 명확하게 구분해 준다. 앞쪽의 중앙미터계에 위치한 디스플레이존에서 정보를 확인할 수 있으며, 중앙 콘솔과 핸들을 중심으로 배치된 커맨드 존을 통해 차량을 간편하게 조작할 수 있다. 이러한 레이아웃은 운전자의 시선 분산을 막아 운전에 집중할 수 있는 최상의 공간을 제공한다. 지속 가능한 이동성 실현을 목표로 다양한 첨단 기술을 개발해온 토요타는 2010년형 프리우스에 식물에서 추출한 탄소 중립 플라스틱을 사용했다. 시트 쿠션과 측면 트림, 바닥 매트, 데크 트림 커버 등에 적용된 '친환경적인 플라스틱'은 석유로만 만든 플라스틱에 비해 낮은 양의 CO₂를 배출함으로써 화석연료의 단점을 줄이는데 기여한다.

토요타 최초의 전기식 워터펌프와 새로운 EGR(배기 가스 재순환, Exhaust Gas Recirculation) 시스템이 적용돼 엔진의 효율성 향상에 기여했다. 새롭게 적용된 1.8리터 엔진은 배터리로 워터펌프에 전원을 공급하는 방식이어서 드라이브 벨트가 필요 없다. 냉각수는 주행컨디션에 따라 정확하게 조절돼 기계적 손실이 줄고 연비가 향상됐다. 다른 하이브리드 차량과는 달리, 프리우스는 출시 이후 '풀 하이브리드 시스템(Full Hybrid System)'만을 채택해 왔다. 이 시스템으로 인해 엔진 또는 배터리만으로 구동이 가능하며 엔진과 배터리를 함께 구동할 수 있어, 성능과 연비의 두 마리 토끼를 모두 잡았다. 또한, 병렬식 하이브리드와 직렬식 하이브리드의 장점만을 결합해 전기모터만으로도 주행이 가능하다. 차량을 멈추는데 사용되는 동력 에너지는 회생 브레이크를 통해 전기에너지로 변환돼 배터리를 충전하게 해준다. 3세대 프리우스의 '하이브리드 시너지 드라이브 시스템'은 기존 모델에 비해 약 90% 가 새로이 개발된 시스템으로, 주요 부품의 크기와 무게가 감소되는 동시에 성능은 크게 향상시켰다. 이 외에도 주행 연비를 향상시키고 다양한 상황에 맞도록 3가지 주행 모드를 제공한다. EV 모드는 오직 전기 모터의 힘만으로 주행하는 모드다. 시속 40km/h의 속도로 약 1~2km정도 배터리의 힘만으로 저속 주행이 가능하다. 파워모드는 좀더 스포티한 주행을 필요로 하는 언덕길 주행 시 가속 성능을 최대한 끌어 올리기 위해 액셀의 응답성을 최대한 높인 모드다. 또, ECO 모드에서는 엔진 효율 향상을 위해 엔진의 응답성을 낮춰 최적의 연비를 제공한다.[9]


강력한 리튬-이온 전지를 사용한 신형 프리우스는 한번 충전으로 23.4km를 주행하고 ℓ당 주행 거리는 57km로 기존 제품에 비해 연비가 크게 높아졌다. 또, 주행 도중 전지 충전량을 소진하더라도 일반 하이브리드 카처럼 내연 엔진을 가동해 계속 주행할 수 있다.[10]


4세대

제원

1997 토요타 프리우스[11] 2007 토요타 프리우스[12] 2010 토요타 프리우스[13] 2012 토요타 프리우스[14] 2013 토요타 프리우스[15]
구분 1.5 하이브리드 1.5 하이브리드 1.8 하이브리드 1.8 하이브리드 1.8 HEV



가격(만 원) - - 3,790 3,130~4,120


엔진종류 I4 1.5 16/DOHC L4 DOHC VVT-i I4 1.8


과급방식 - - - 자연흡기
총배기량(cc) - 1,497cc 1,798cc


연료종류 가솔린, 전기 가솔린 가솔린, 전기
연비(km/kWh) - CVT 24.7 km/ℓ (1등급) CVT 29.2 km/ℓ (1등급) CVT 21.0 km/ℓ (하이브리드)


구동방식 전륜구동
변속기 자동(CVT)
최대출력(hp) - 110hp 136hp 99hp
최대토크(kg.m) - 11.3kg.m 14.5kg.m
최고속도(km/h) - - - - -


가속성능(초) - - - - -


Co2 배출량(g/km) - - 80.0g/km 77.0g/km


전장(mm) 4,275mm 4,445mm 4,460mm 4,480mm


전폭(mm) 1,694mm 1,725mm 1,750mm
전고(mm) 1,491mm 1,476mm 1,495mm 1,505mm
축거(mm) 2,550mm 2,700mm


윤거전(mm) - 1,506mm 1,525mm
윤거후(mm) - 1,481mm 1,520mm


승차인원 - 5인승



공차중량(kg) 1,254kg 1,311kg 1,395kg


타이어 규격
(전/후, mm/inch)
- 225/65/17
225/65/17
215/45/17
215/45/17
195~215/45~65/15~17
195~215/45~65/15~17


전륜 서스펜션 - 맥퍼슨 스트럿


후륜 서스펜션 - 토션빔 액슬


브레이크
(전/후)
- V디스크 / 디스크



스티어링 - 랙 앤 피니언

기능

안전 기술

  • 긴급 제동 보조 시스템(PCS) : 전방 차량을 감지하여 충돌 가능성이 높거나 사고 발생을 피하기 어렵다고 판단하면 운전자에게 경고하고 필요 시 제동력을 개입해 브레이크 작동을 보조한다. 21년형 프리우스에 적용된 긴급 제동 보조 시스템은 차량 뿐만 아니라 주간, 야간 보행자 및 주간 자전거까지 감지 대상이 확대되었다.
  • 다이내믹 레이더 크루즈 컨트롤(DRCC) : 선행 차량의 차속을 감지하여 이에 맞는 주행 속도를 자동으로 유지시켜준다. 선행 차량이 정차하면 주행 중인 차도 정차하고, 선행 차량이 사라지면 초기 설정한 주행 속도에 맞춰 다시 정속 주행을 한다.
  • 차선 추적 어시스트(LTA) : 완만한 커브길에서 백색 및 황색 주행선을 감지하여 차선 이탈 경고를 활성화한다. 정체 구간과 같이 차선의 감지가 어려운 경우에도 다이내믹 레이더 크루즈 컨트롤이 활성화 되어있으면 선행 차량의 위치를 모니터링하여 앞차의 경로를 따라 차선유지가 가능하다.
  • 오토매틱 하이빔(AHB) : 전방의 불빛을 감지하여 주행 상황에 맞게 상, 하향등 점등을 자동으로 조절해주어, 야간 주행시 보다 편리하고 안전한 주행이 가능하다.
  • 10 SRS 에어백 : 뒷좌석 좌우에 에어백이 추가되어 총 10개의 SRS 에어백이 운전자와 동승자를 안전하게 보호한다.
  • 차량 접근 알림 시스템 : 저속 EV모드 주행 중 인공적인 소음을 발생시켜 차량을 접근을 알려준다.[16]

퍼포먼스

독보적인 하이브리드 기술을 기반으로 더욱 강인해진 주행 성능을 경험할 수 있다. 전자식 사륜구동시스템으로 리어에 전기모터를 추가하여 주행 상황에 따라 전륜과 후륜의 토크를 최적으로 배분하여 가속성과 주행 안정성, 우수한 핸들링 안정성을 구현하였다. 1.8리터의 가솔린 엔진과 전기모터로 진보적이고 혁신적인 하이브리드 시스템을 적용했으며, 전륜에 맥퍼슨 스트럿과 후륜에 더블 위시본을 적용하여 거친 노면에서도 안정적이고 편안한 승차감을 제공한다. 4가지 드라이브 모드인 EV모드, 에코모드, 노멀모드, 파워모드를 제공하여 운전자의 주행 상황에 맞는 최적의 드라이빙 경험이 가능하다.[16]



각주

  1. JOHN VOELCKER, 〈2016 Toyota Prius: Most Fuel-Efficient Car Without A Plug, Ever〉, 《그린카리포트》, 2015-12-21
  2. Worldwide sales of Toyota Motor hybrids top 4M units; Prius family accounts for almost 72%〉, 《그린카의회》, 2012-05-22
  3. Worldwide Prius sales top 3-million mark; Prius family sales at 3.4 million〉, 《그린카의회》, 2013-07-03
  4. Toyota sells One-Millionth Prius in the US〉, 《그린카의회》, 2011-04-06
  5. 5.0 5.1 토요타 프리우스〉, 《위키백과》
  6. 6.0 6.1 6.2 トヨタ・プリウス〉, 《위키백과》
  7. Toyota Prius〉, 《위키백과》
  8. Toyota Prius (XW20)〉, 《위키백과》
  9. 최상운 기자, 〈[http://kr.aving.net/news/view.php?articleId=138518 세계최고 연비 '토요타 프리우스' 신형 국내출시]〉, 《에이빙뉴스》, 2009-10-20
  10. 김종욱 기자, 〈도요타, 연비 개선 '프리우스' 새 모델 공개〉, 《와이티엔》, 2009-12-14
  11. 네이버 자동차 1997 토요타 프리우스 - https://auto.naver.com/car/lineup.nhn?yearsId=16318
  12. 네이버 자동차 2007 토요타 프리우스 - https://auto.naver.com/car/lineup.nhn?yearsId=12318
  13. 네이버 자동차 2010 토요타 프리우스 - https://auto.naver.com/car/lineup.nhn?yearsId=10133
  14. 네이버 자동차 2012 토요타 프리우스 - https://auto.naver.com/car/lineup.nhn?yearsId=17483
  15. 네이버 자동차 2013 토요타 프리우스 - https://auto.naver.com/car/lineup.nhn?yearsId=29030
  16. 16.0 16.1 토요타 프리우스 공식 카탈로그 - https://www.toyota.co.kr/download/down_ssl.aspx?filename=PRIUS_Catalogue.pdf&type=manual



참고자료

같이 보기


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