이종소재 접합 국산화…EV 경량화·고안전성 경쟁력↑

[산업일보]
자동차 산업에서 경량화와 안전성 강화는 지속적으로 요구돼 온 분야다. 특히 전기차에 무거운 배터리·연료전지 시스템이 탑재되면서 차체를 비롯한 다른 부품의 경량화 필요성이 커지고 있다. 산업계에서는 이종소재 접합 공정을 통해 이를 해결하고자 하지만, 외산 장비 의존도가 높아 원가 경쟁력이나 공정 맞춤 설계 등의 측면에서 한계가 있다.

이에 산업통상부는 기술 및 장비 국산화를 목표로, 초고강도 소재 적용 전기차 샤시 및 알루미늄 배터리케이스 용접을 위한 요소 공정해석 기술 개발 및 제품화 실증을 2022년부터 올해까지 진행하고 있다.

해당 사업에 주관 기관으로 참여한 자동차 부품 전문기업 (주)화신은 ‘2025 코리아 테크 페스티벌(K-테크 페스티벌)’에서 기술개발 성과를 소개했다.

이종소재 접합을 위해 국산화한 기술·장비는 ▲FDS(Flow Drill Screw) 체결 ▲BMS 접합 ▲Clinching 접합 ▲저입열형 펄스 용접이다.

화신은 K-테크 페스티벌에서 FDS 체결 기술을 적용한 프론트 크로스 멤버 시제품과 초고강도강 M-U포밍 튜블러빔 양산 제품을 전시했다.

프론트 크로스 멤버는 스틸과 알루미늄을 FDS 방식으로 체결해, 알루미늄이 가진 높은 원가 문제를 개선할 수 있다. 중량도 기존 알루미늄 100% 제품과 유사한 수준까지 줄였다.

저입열형 펄스 용접을 적용한 M-U포밍 튜블러빔은 기존 U빔을 경량화하면서 강성은 향상했다. PBV 전기차의 후륜 서스펜션으로 적용됐다.

화신 관계자는 “이번 과제를 통해 3개의 샤시 제품과 배터리 케이스 제품을 개발했다”라며 “우수한 제품의 양산도 목적이었지만, 용접·성형 등 국내 뿌리기술 전반의 수준을 향상한다는 데 의의가 있다”라고 말했다.

그는 “자동차 전장 부품은 승차감과 안전에 직결되는 만큼 다양한 시험과 검증을 거쳐야 한다”라며 “특히 알루미늄과 스틸은 용접 결합이 불가능해 체결 방법부터 시험·시뮬레이션 기술까지 새롭게 개발해야 했다”라고 전했다.

한편 대·중견·중소기업, 대학, 공공연 등 100여개 기관이 산업부 R&D에 참여해 개발한 성과물을 선보인 K-테크 페스티벌은 서울 코엑스(COEX)에서 3일부터 5일까지 열렸다.