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"가벼워야 오래 멀리간다".. 전기차 '다이어트' 열풍

이용상 입력 2022. 08. 05. 04:03
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중량 10% 줄이면 전비 4∼6% 향상
현대차, '핫스탬핑 공법'으로 감량
신소재 활용 부품 경량화에 주력


완성차 업체들이 전기차 무게를 줄이는 ‘다이어트’에 돌입했다. 차량이 가벼워야 전비(내연기관차에서는 연비) 효율이 높고 1회 충전 시 주행 가능거리를 늘릴 수 있다.

4일 한국자동차연구원에 따르면 공차 중량 1500㎏인 전기차의 무게를 약 10% 줄이면 전비는 4~6% 향상한다. 완성차 업체는 배터리 제조사와 협업해 개발 단계부터 무게를 줄이는데 힘을 쏟고 있다. 다만 현재 기술력으로는 배터리 무게를 줄이는 데 한계가 있다. 이 때문에 신소재를 활용해 다른 부품을 경량화하는 데 주력한다.

현대자동차·기아는 최근 ‘핫스탬핑 공법’에 변화를 줬다. 핫스탬핑 공법은 강판을 900도 이상 고온으로 가열한 뒤 금형에 넣고 급속 냉각해 부품을 만드는 방식이다. 이 과정에서 가열로 온도를 기존보다 50도 이상 낮춘 특화공법을 개발해 부품 생산에 적용했다. 이렇게 하면 강도를 약 20% 올리고 무게를 10% 정도 줄일 수 있다. 현대차·기아 남양연구소 기초소재연구센터와 현대제철이 협업했다. 전기구동(PE) 시스템의 구조를 단순하게 설계하고, 초경량 접착제를 사용하는 것도 차를 가볍게 만들기 위해서다.

테슬라는 모델Y의 리어 섀시(차량의 뼈대)를 제작할 때 패널 접합 방식을 쓰지 않는다. 대신 알루미늄 용액을 틀에 부어 한 번에 제작하는 기가 프레스 방식을 적용한다. 알루미늄은 철강보다 가볍다. 이를 통해 기존 중량보다 약 30% 줄인 것으로 알려졌다.

BMW는 ‘꿈의 소재’로 불리는 탄소섬유강화복합재(CFRP)를 일부 신차에 적용하고 있다. CFRP의 무게는 철의 25% 수준이지만 강도는 10배 정도 높다. 경량화가 필요한 분야에 많이 쓰인다.

베네데토 비냐 페라리 CEO는 지난달 26일(현지시간) 미국 CNBC와의 인터뷰에서 “전기차가 내연기관차보다 무거운 건 사실이지만 페라리의 엔지니어들은 공차 중량에 대처할 해법을 갖고 있다”고 밝혔다. 페라리는 배터리팩을 전기차 섀시에 일체형으로 장착할 계획으로 알려졌다.

문제는 경량화에 쓰이는 소재의 가격이다. 알루미늄은 철강의 약 2배, CFRP는 약 10배 비싸다. 자동차 업계 관계자는 “소재 가격이 비싸기 때문에 완성차 업체는 디자인으로 공기저항계수를 줄여 전비 향상과 주행거리 늘리기를 시도하는데 이렇게 하면 완성차 제조사마다 비슷한 디자인에 얽매일 가능성이 있다. 중장기적 관점에서는 결국 신소재가 답”이라고 강조했다.

이용상 기자 sotong203@kmib.co.kr

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