[화이트페이퍼=최진영 기자] 대기오염 문제가 초미의 관심사가 되면서 전 세계적으로 자동차 관련 환경규제는 더욱 강화되었다. 이러한 현상에 발맞춰 현대모비스는 차량 부품 경량화 작업에 돌입했다. 차량 무게가 줄면 연비는 좋아지고 배출 가스량은 현저히 낮아진다.
■ 거세게 부는 경량화 바람... 한국, 2020년 연비 24.3km 미만 차량 판매불가
정부 공인 복합연비 22.4km를 자랑하는 현대차의 친환경 전용차 ‘아이오닉’의 비결은 체중 감량이다. 연비 22.4km는 국산·수입차를 통틀어 국내 출시 차량 중 가운데 가장 높은 수치다.
현대모비스에 따르면 일반적으로 하이브리드 차량의 경우 배터리나 전기 모터 등 하이브리드 시스템을 장착하기 때문에 동급 가솔린 모델보다 무게가 더 나간다. 때문에 가볍고 튼튼한 부품을 사용하는 것이 중요해진다.
아이오닉의 경우 일단 초고장력 강판으로 차체에 절반 이상(53%)을 덮었다. 초고장력강판은 일반 자동차용 강판에 비해 두께는 얇으면서 강도나 강성은 높은 강판이다. 가볍지만 단단해 상대적으로 더 얇게 차체를 제작할 수 있다.
또한 후드와 테일 게이트, 샤시 부품 등에 알루미늄 소재를 적용하고 연료 탱크는 강화 플라스틱 소재로 제작해 부품 무게를 줄이는 데 주력했다.
이처럼 현대모비스가 차량무게 줄이기에 몰두하는 이유는 갈수록 강화되는 각국의 자동차 환경 규제에 있다. 오는 2020년까지 한국은 리터당 24.3km, 유럽 26.5km, 미국 18.8km, 일본 20.3km의 연비 규제가 시행된다. 이 연비 기준을 충족하지 못하면 해당 나라에서 차를 팔 수 없게 된다.
업계 관계자에 따르면 차량 무게 10% 감소는 연비를 6% 가량 향상시키는 것으로 알려져 있다. 배출 가스도 일제히 줄어들어 질소산화물(NOx)은 8.8%, 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)는 각각 4.5%, 2.5% 감소한다. 또 가속과 조향 성능이 각각 8%, 6% 향상되고 제동거리는 5% 단축되는 효과가 있다. 감량에 따른 하중 감소로 샤시 부품의 내구 수명이 1.7배 늘어난다는 분석도 있다.
또한 관계자는 “현대차 EQ900과 쏘나타, 기아차 신형K7, 쏘렌토 등 주요 차종에는 초고장력강판이 51% 이상 적용됐다”며 “운전석, 샤시 모듈 부품에는 알루미늄이나 플라스틱 소재도 사용된다”고 밝혔다.
■ 현대모비스, 클래드 메탈·고강도 복합소재 등 경량화 드라이브
현대모비스는 이미 쏘나타와 그랜저, 싼타페 등 차량의 샤시모듈 부품(로어암, 너클 외)에 알루미늄 소재를 적용하고 있으며, 고강도 주철소재를 적용한 경량화 부품도 양산 적용 중(신형 아반떼)에 있다.
특히 현대모비스는 현대차 친환경 전용 아이오닉에 이종 복합 소재인 ‘클래드 메탈(이종 복합 소재)’을 ‘버스바’에 처음 적용했다. 버스바는 차, 항공기 등에 사용되는 막대형 전도체로 전장 부품 간 전류 통로 역할을 한다.
기존의 버스바 소재는 대부분 구리로 전기 전도도나 가공성 측면에서는 장점이 있지만 밀도가 높아 경량화 면에서는 한계가 있다. 하지만 구리 소재를 ‘구리-알루미늄-구리’의 클래드 메탈로 대체하면 기존 버스바보다 무게를 무려 45%나 줄일 수 있다.
유리 대체 플라스틱도 양산 차에 적용 중이다. 자동차 헤드램프에 들어가는 비구면 렌즈에 유리 대신 플라스틱을 사용해 무게를 40% 줄였다. 플라스틱은 유리에 비해 비중이 1/2에 불과하면서도 투과율과 굴절률, 내구성과 가공성이 좋아 대체 소재로 각광받고 있다.
최근에는 스틸 대체를 위한 고강도 연속섬유 복합소재 연구개발을 통해 경량화 25% 이상을 목표로 경량 FEM(프론트엔드모듈) 캐리어(FEM 구성 부품들이 장착되는 구조물)를 개발 중에 있다.
