[신성장산업기술] 일본차, 高연비+低비용의 숨은 지름길

- 차량 경량화, 연비 향상과 비용 절감의 지름길 -

- 완성차메이커 고장력강재(하이텐) 적극 기용으로 경량화 추진 -

     

     

     

□ 차량 경량화, 연비 향상과 비용 절감의 지름길

     

 ○ 현재 전 세계에서 가장 친환경적인 요소와 기존 산업과 접목이 성공적으로 이뤄진 것으로 평가받는 일본 자동차산업. 2009년도 차량 전체 판매의 8.9%가 하이브리드 차량이었으며, 올해는 정부의 지원책 등에 힘입어 전체의 10%를 달성할 것이라는 전망도 제기되고 있을 정도로 일본 운전자들의 환경에 대한 의식은 대단함. 물론 이러한 추세는 전 세계로의 확산 추세에 있는데, 노무라종합연구소 최근 발표 자료에 따르면 친환경차량(하이브리드, 플러그인 하이브리드, 전기 자동차)의 세계판매는 2020년도에 1300만 대를 기록하면서 지금의 5배 수준이 될 것이라고까지 함. [참고자료 보기]

     

일본 내 차량 판매 추이(일반차와 하이브리드차 비교)

 

 ○ 이렇듯 한편으로는 환경 친화적인 측면, 한편에서는 연비향상을 통한 비용 측면을 강조한 친환경 차량을 내걸고 소비자에 부쩍 다가서는 완성차 업계. 표면적으로 소비자에 어필되는 부분이 하이브리드 엔진, 플로그인 하이브리드 엔진 등이라고 한다면, 현재 진행 중인 또 다른 업계의 숨은 노력은 차량의 경량화에 있다고 볼 수 있음.

 

 ○ 과거 높은 연비를 자랑하던 일본의 경차는 200만 엔 이하 대인 하이브리드 차량의 등장으로 예전의 명성을 잃은 바 있음. 다이하츠를 위시한 일본 경차 메이커는 이러한 판세를 뒤엎으면서 기존 소비자층을 회복하기 위한 열쇠를 경량화를 통한 연비 30 이상의 차량출시에서 찾으려 함. 한편으로 중·대형차의 측면에서도 여전히 구주, 북미 시장에서의 친환경차량의 판매는 일본만큼 늘어나지 못하는 실정이라 차량 경량화를 통한 연비 향상이 또 다른 과제로 제기되는 실정임.

 

 

□ 완성차 메이커별 경량화 전략

     

 ○ 도요타, 차종별 중량삭감목표 설정

  - 도요타는 2008년 이후 매스 이노베이션(MI)이라는 사내 프로젝트를 부품 메이커, 소재 메이커와 함께 전개함. 가령 중형 용차의 경우 1할 정도의 경량화를 목표 삼고 있으며, 성과는 향후 출시되는 차량부터 순차적으로 반영될 것으로 예상됨.

  - 2007년 도쿄모터쇼에 도요타가 선보인 콘셉트카 ‘1/X’는 PRIUS와 동일한 수준의 실내공간을 확보하면서도 연비는 2배이고 중량은 1/3수준인 420㎏임. 도요타측은 부품메이커나 소재메이커와의 협조체제를 유지하며, 앞으로 이 MI 프로젝트를 통해 ‘1/X’과 같은 차량의 실용화에 박차를 가할 계획임.

     

도요타 콘셉트카 ‘1/X’

    

 ○ 혼다, 하이브리드에 고장력강재 광범위하게 적용

  - 혼다는 ‘INSIGHT', 'CR-Z'와 같은 하이브리드 차량 차체 경량화에 고장력강재 사용으로 크게 성공함. INSIGHT는 가볍고, 콤팩트한 하이브리드 차량 시스템 ‘IMA’의 탑재와 더불어 경량 소재로 보통의 강재보다 항장력이 큰 고장력강재를 사용함.

  - CR-Z는 차체골격 전체의 51%에 590메가파스칼 이상의 고장력강재를 기용했고, 차체의 6%는 780, 980메가파스칼 수준의 고장력강재를 채용함. 이로써 차량 중량은 무단변속차 기준 1160㎏, 6속 MT차량으로 1130㎏까지 낮추는 데 성공함.[참고자료 보기]

     

혼다 CR-Z 외관 사진

     

 ○ 닛산, 2015년까지 평균 15% 경량화

  - 2015년까지 평균 15% 경량화할 것을 목표 삼은 닛산. 차체의 경량화에 무게를 실고 연구개발에 임하고 있으며, 고급차량의 경우 철에서 알루미늄 소재로의 소재 치환도 진행 중임.

  - 아울러 고장력강재의 기용도 진행 중인데, 현재 980메가파스칼 급의 고장력강재는 실용단계에 있고, 1200~1300메가파스칼 급의 고장력강재의 실용화에도 박차를 가함. 향후 차량 제조 시뮬레이션 기술을 통해 차체 구조를 정밀 검토하고 경량화에 박차를 가할 계획임.

     

 ○ 마쓰다, 차기 출시차량은 100㎏ 경량화

  - 2011년 후반에 차세대 차량들의 출시를 목표로 하고 있는 마쓰다는 차기 플랫폼에서 100㎏의 경량화에 임할 계획임. 플랫폼의 경량화와 관련, 현재 개발부문 내에서 광범위한 논의를 하면서 프로젝트를 추진 중에 있다는 것이 마쓰다측의 말임.

  - 한편으로 현재 부품 메이커와의 연대를 강화해 파워트레인부터 플랫폼, 차체 내장 관련까지 100여 개 단위를 대상으로 경량화를 전개하는 중임.

     

 ○ 다이하츠, 소재치환으로 저가이면서 저연비차 계획

  - 2009년 도쿄모터쇼에 출품한 다이하츠측의 ‘e:s'는 중량을 700㎏까지 낮춘 차량임. 기존의 경차와 반대로 전장을 3.1m로 짧게 만들었고 경량소재를 대폭 기용한 바 있음. 하이브리드 엔진의 미탑재에도 연비 30을 자랑하는 이 차는 향후 2, 3년 내에 판매를 목표삼고 있음.

  - 현재 개발 중인 과정에서 성공하는 여러 경량화 기술을 다른 차종에도 적극 기용해 경자동차 전체의 연비를 제고할 계획이 있는 다이하츠는 2 box계통 경자동차는 800㎏, space계통의 경자동차는 900㎏까지 중량을 낮춰 기존 차량를 10~15% 경량화할 계획

 

DAIHATSU ‘e:s'

 

□ 부품들의 경량화 현황

     

 ○ 알루미늄 호일과 스틸 호일, 높은 강도와 경량화를 양립

  - 승용차용 알루미늄 호일의 경우, 저연비 타이어와 함께 ‘에코 호일’로 사용되며, 스틸 호일은 일본 내에서 2010년도부터 도입되는 ‘ISO방식’에 맞춰 종래 부품과 비교해 2할 정도의 경량화를 실현시킨 제품이 출시됨.

  - 아울러 알루미늄 호일은 림 성형방법을 통한 경량화가 두드러지며, 스틸 호일은 고장력강재를 사용해 얇고 강도 높으면서도 차량 경량화에 일조함.

     

 ○ 서서히 진행되는 외장부품의 금속 수지화

  - 금속의 수지화는 외장부품에서도 진행 중인데, 전후 범퍼부터 시작돼 사이드스커트까지 추진 중. 일본 완성차 업체 중에서는 팬더나 리어게이트헷지 등을 수지화하는 예가 증가함.

  - 외장부품에 대한 수지의 적용이 어려운 이유는 여태까지 사용된 강판과 열팽창률이 다르기 때문. 현재 이러한 문제 극복을 위해 수지재를 개발하는 화학 메이커들은 상이한 성질을 갖는 수지에 열팽창을 억제하는 수지를 혼합하는 등의 방법을 통해 연구개발에 착수함.

     

의료섬유, 합성수지 등 사업을 전개하는 주식회사 테이진(帝人)사가

 개발한 켄셉트카 퓨바(ピューパ). 외장 대부분이 수지임.

 

 

     

 ○ 전자제어장치 증가로 차량내 전선 마저 경량화 도마 위

  - 하이브리드 차량과 전기자동차 등 파워트레인의 전동화나 전자제어부품의 증가로 수요가 증폭된 차량 내 전선 또한 경량화의 대상으로 주목 받음. 단, 온실가스 배출량 삭감을 위시한 차량 전체의 친환경화에 대한 의식이 고조된 반면, 전선에 대해서는 고성능화와 경량화라는 상반된 대응이 필요한 시점임.

  - 현재 전선 메이커들은 성형방법의 변경이나 스테인리스 등 새로운 소재를 활용해 기존 전선의 중량을 줄이는 방법을 강구하는 것이 주류

     

□ 시사점

     

 ○ 일본 완성차 메이커는 전 세계적으로 성장잠재력을 인정받는 자동차 시장인 중국과 인도에서 수요가 폭증할 것으로 예상되는 초저가 차량을 아직까지는 준비하지 못하는 실정. 이러한 모델의 출시를 위해 연비향상과 비용절감을 동시에 도모할 수 있는 차량 경량화에 앞으로 큰 힘을 쏟을 것이 예상됨.

     

 ○ 완성차 메이커를 위시해 부품메이커, 소재메이커에 이르기까지, 모든 부문에서 진행 중인 경량화 기류를 어떻게 타고 부가가치를 창출해낼지가 차기 자동차산업 업계의 생존을 좌우할 열쇠가 될 것임.

 

 

 자료원 : 일간자동차신문, 각 기업 홈페이지, 일본자동차공업회, 전국경자동차협회연합회