현대모비스, 신소재로 전기차 무게 줄인다

전기차용 플라스틱복합재 사용
세계 첫 카울크로스바 개발속도
크로스멤버엔 알루미늄 등 적용
경량화·안전성으로 경쟁력 확보

현대모비스 용인기술연구소. 현대모비스 제공

현대모비스가 차량 경량화를 통한 경쟁력 확보에 속도를 낸다. 현대자동차그룹이 전동화를 기반으로 한 탄소중립 전략을 제시한 가운데 현대모비스는 핵심 부품에 대한 신소재 적용으로 무게를 줄이고 안전성 확보를 추진하는 등 전기차 전략의 핵심 축을 수행할 계획이다.

13일 업계에 따르면 현대모비스는 현재 전기차 경량화를 위해 신소재를 적용한 카울크로스바 및 크로스멤버 선행 개발을 진행 중이다.

카울크로스바는 차량 앞유리와 보닛 사이의 부품으로, 계기반이나 대시보드 인근에 위치한다. 이는 차량이 정면충돌 시 안전성과 직결되는 부품으로 중요도가 부각된다. 카울크로스바는 현재 스틸 제품이 쓰이고 있는데, 현대모비스는 이를 전기차용 플라스틱복합재를 사용한 기술 개발을 진행하고 있다. 현 단계에서는 세계 최초 기술로, 기술이 시현되면 경량화는 물론 안전성도 한층 높아지게 된다.

크로스멤버는 자동차 엔진과 범퍼 사이에 위치한 부품으로 차량의 비틀림을 방지해주는 역할을 한다. 크로스멤버 역시 현재 스틸 소재가 사용되고 있지만 이를 알루미늄 등의 신소재로의 대체를 목표로 하고 있다. 기술 개발이 완료되면 먼저 내연기관차에 적용해 연비 향상과 탄소배출 저감을 추진할 계획으로, 이후 전기차 전용 부품으로 확대 적용한다는 계획이다.

선행개발은 양산을 위한 전 단계를 말한다. 기술 개발이 끝나면 특허 등록 등을 진행하고 양산차 납품을 위한 작업에 들어가게 된다.

차량 경량화는 주행거리 확보 및 성능 개선으로 이어진다는 점에서 전기차 시대의 핵심 경쟁력으로 꼽힌다.

예를 들어 현대모비스가 개발한 전기차용 PE시스템은 구동모터, 감속기, 인버터를 일체화시켰다. 이를 통해 전용 플랫폼 E-GMP의 모터 최고속도는 기존 대비 30~70% 높아졌고, 감속비를 33% 향상돼 효율을 확보했다. 아이오닉 5, EV6, 제네시스 EV60 등이 1회 충전으로 400㎞ 이상 주행거리를 확보하는 데는 이러한 경량화 기술이 한몫했다. E-GMP는 또 배터리 주변에 초고장력강이 적용돼 강성이 높아졌고, 사이드실 부분에는 알루미늄 압축재가 적용돼 경량화와 동시에 안전성도 확보했다.

내연기관차의 경우 1500㎏ 승용차의 무게를 10%가량 줄일 경우 연비는 3.8%, 가속 성능은 8% 각각 증가하고 배기가스 배출량은 2.5~8.8% 감소하는 것으로 전해졌다.

다만 신소재 사용은 비용 부담으로 이어질 수 있다. 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. 앞서 현대차는 2045년 탄소중립 계획을 발표하고, 글로벌 전동화 모델 판매 비중을 2040년까지 80%로 끌어올린다는 계획을 발표했다. 제네시스는 2025년부터 모든 신차를 전동화 모델로 출시하고, 기아는 2035년까지 주요시장에서 친환경차 판매 비중을 90%로 확대한다는 목표를 각각 제시했다.

현대모비스 관계자는 "현재는 차량 경량화를 위한 선행기술 개발 단계로, 다양한 이종소재 적용 등을 검토 중에 있다"고 밝혔다.

장우진기자 jwj17@dt.co.kr