현대차 신소재 적용..경량화에 힘 싣는다

현대자동차 전기차 전용 플랫폼 E-GMP PE시스템. 경량화를 위해 모터, 감속기, 인버터를 일체화시켰다.<현대차 제공>

현대자동차 전기차 전용 플랫폼 E-GMP의 기능 통합형 드라이브 액슬(IDA). 드라이브 샤프트와 휠 베어링을 통합해 강성은 높이고 중량을 낮췄다.<현대차 제공>

[디지털타임스 장우진 기자] 현대자동차가 신소재 적용 등을 통해 차량 경량화에 나서면서 주행거리와 안전성 확보에 나서고 있다. 경량화 소재는 일반 철강 제품보다 비싼 만큼 원가 부담이 있지만 경량화가 친환경차 시대의 필수과제여서 기술개발에 속도를 내고 있다.

8일 업계에 따르면 현대차는 전기차 전용 플랫폼 E-GMP를 설계하면서 경량화를 위해 주요 부품을 일체화시켰다.

대표적으로 내연기관차의 파워트레인에 해당하는 PE시스템은 구동모터, 감속기, 인버터를 일체화시켰다. 이를 통해 E-GMP는 모터 최고속도가 기존보다 30~70%, 감속비는 33% 높였다고 사측은 설명했다.

또 기능 통합형 드라이브 액슬(IDA)의 경우 모터에서 나온 동력을 바퀴로 전달하는 축인 '드라이브 샤프트'와 이를 바퀴에 연결하는 '휠 베어링'을 통합해 강성을 높이고 중량은 낮췄다. 이 밖에도 E-GMP는 배터리 보호를 위해 주변에 초고장력 강판을 사용했고, 냉각수는 배터리 본체와 별개로 밖으로 흐르도록 하는 보호 장치를 뒀다.

작년 6월 선보인 싼타페의 경우 부분변경 모델임에도 경량화 등을 위해 새로운 플랫폼을 적용했다. 강철 소재였던 프론트 범퍼빔은 알루미늄으로 제작했고, 초고장력 강판의 일체형 구조 부품을 사용해 경량화와 안전성도 높였다.

경량화를 통해 차량이 가벼워지면 연료소비효율(연비)가 높아지고 차량 운동성능이 개선되는 효과가 있다. 특히 차가 가벼워진 만큼 엔진 부하가 적게 걸려 환경 측면에서도 배출가스가 줄어든다. 현대차에 따르면 공차중량 1500㎏인 중형 세단 무게를 5%(75㎏) 줄이면 연비는 1.5%, 동력 성능은 4.5% 각각 향상되는 데다 충돌에너지는 4.5% 낮아져 안전성도 높아진다.

경량화 소재로는 알루미늄과 핫스탬핑 등을 들 수 있다. 다만 경량화의 경우 가벼우면서도 고강도의 소재를 사용해야 하는 만큼 비용 부담이 높아질 수밖에 없다. 알루미늄의 경우 무게는 20~30% 줄일 수 있지만 가격은 2배 이상 높아진다. 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)는 기존 철강 대비 무게를 절반 정도로 줄일 수 있지만 가격은 10배 이상 비싼 것으로 알려졌다. 이에 따라 자동차업계에서는 경량화와 동시에 원가를 낮추는 것이 핵심 기술력으로 꼽힌다.

현대차 관계자는 "수년 전부터 플랫폼, 섀시, 파워트레인 등 자동차의 전체 시스템에 대해 경량화 기술을 개발 중이며 충돌안전성도 강화되고 있다"며 "CFRP를 포함해 마그네슘, 티타늄 복합 재료와 같은 최첨단 융복합 신소재를 개발 중"이라고 설명했다.이어 "전자 분야도 기능을 통합해 부품을 줄여 경량화에 나서고 있다"며 "환경규제 강화 등으로 경량화는 선택이 아닌 필수로 인식되고 있다"고 밝혔다.

장우진기자 jwj17@dt.co.kr