[오토 인사이드] 최대 2배 무거운 전기차…‘중량과의 전쟁’ 착수

1회 충전 주행거리가 성패 결정해
車무게, 배터리 용량과 비례해 증가
플라스틱 포함해 경량화 소재 확대
소재 다양화하고 용접 대신 접착

지난달 18일 오후, 미국 뉴욕시 맨해튼의 한 주차장 건물이 부분 붕괴해 1명이 숨지고 5명이 다쳤다.

3층 주차장 가운데 2층 일부가 갑자기 무너지면서 2층에 주차돼 있던 자동차들이 1층에 있던 다른 차들 위로 덮쳤다고 현지 매체들은 전했다. 이번 사건은 단순히 건물 붕괴로 치부할 수 없다는 게 자동차 업계의 전언이다.

▲지난달 18일 미국 뉴욕 맨해튼의 주차장 건물이 붕괴했다. (연합뉴스TV 화면캡쳐)

◇2035년 기점, 주요 제조사 내연기관 단산

글로벌 주요 국가가 2035년을 기점으로 사실상 내연기관의 생산을 중단한다. 향후 10여년 안에 세계 곳곳에서 쏟아지는 신차 대부분이 전기차라는 뜻이다.

전기차는 내연기관 자동차보다 1.5~2배가 무겁다. 특히 1회 충전 주행거리가 얼마냐 되느냐가 구매의 절대적인 기준이 되다 보니, 제조사들은 늘어난 무게를 감수하면서까지 주행거리 확대에 나서고 있다.

결국, 배터리 용량은 늘어날 수밖에 없다. 차 무게가 배터리 용량과 비례하니 전기차는 더 무거워질 수 있다는 전망이 설득력을 얻고 있다.

무거운 전기차가 우리 주변에 많아질수록 사회적 인프라의 개선도 절실하다. 당장 오래된 주차타워는 앞서 언급한 사고와 마찬가지로 건물 안전을 우려해야 한다. 주차 면적 대비 2배나 많은 차가 들어선다고 가정하면 마냥 안심할 수는 없다.

건축을 넘어 토목공사도 마찬가지다. 교량과 자동차 전용도로 대부분이 현재의 하중보다 더 높은 압축 또는 인장강도를 견딜 수 있도록 설계해야 한다.

주차타워에서 차를 옮기는 ‘주차 리프트’ 역시 현재 기준으로는 전기차 시대에 대응하기 어렵다는 전망이 지배적이다.

▲기아 EV6 고성능 버전인 GT 모델의 공차중량(2160kg)은 기본 모델 대비 약 350kg 무겁다. (사진제공=기아)

◇무게 줄이기 위해 소재 다양화

결국, 우리 사회 인프라 전반을 전기차에 맞춰 개선하는 한편, 제조사와 부품사 역시 전기차의 무게를 줄이기 위한 노력을 반복 중이다.

한국자동차연구원에 따르면 1500kg의 승용차 무게를 약 10% 줄이면 연비는 4~6% 개선된다. 이에 따른 가속 성능도 8% 향상된다. 이는 전기차 역시 마찬가지. 배터리 용량을 무턱대고 확대하기보다 차 무게를 덜어내 성능과 전비를 개선하고 있다.

구체적으로 자동차에 쓰이는 무거운 철 대신 탄소섬유와 플라스틱, 알루미늄 등 경량화 소재를 확대하는 방식이 추진 중이다. 이미 내연기관 자동차를 개발하면서 다양한 경량화 소재가 차 곳곳에 쓰이고 있다.

실제로 독일 프리미엄 브랜드 BMW의 경우 차의 앞뒤 50:50 무게 배분을 맞추기 위해 차 앞쪽 범퍼와 좌우 펜더 등을 일찌감치 플라스틱으로 교체했다. 그런데도 충분한 충돌 안전성을 확보하고 있다.

▲독일 BMW는 일찌감치 차 앞부분에 플라스틱을 포함한 경량화 소재를 넉넉하게 썼다. 엔진을 얹은 앞 부분의 무게를 덜어내 앞위 50:50의 무게 배분을 맞추기 위해서다. 결국 각각 다른 소재는 용접이나 볼팅이 아닌, 접착 기술을 활용해 맞붙였다. 사진은 더 뉴 BMW i7 x드라이브 60 (사진제공=BMW)

◇소재 달라지니 용접 대신 접착으로

소재의 경량화와 함께 조립 방식도 달라진다.

철판을 서로 붙이는 스폿용접은 많이 찍을수록 차가 단단해진다. 반면 무게가 증가하고 비용도 늘어난다. 사정이 이렇다 보니 최적의 위치에 최소한의 용접을 더하는 게 관건이다.

철판과 철판의 용접을 줄이는 대신, 접착제를 활용하는 이른바 ‘구조접착’이 늘어나고 있다.

서로 다른 강도를 가진 스틸과 플라스틱을 이어붙이면 볼트보다 접착제가 더 유리하다. 이처럼 접착 공정은 특히 서로 다른 2가지의 소재를 이어붙일 때 주로 쓰인다. 낮거나 높은 온도에 장기간 노출되어도 우수한 접착력과 부식 저항성을 제공하며, 기계적 충격 및 열충격 저항력이 뛰어나다.

이 역시 어떤 접착제를 쓰느냐에 따라 생산 원가와 차 무게 등이 달라진다. 전기차 무게를 덜어내기 위한 제조사의 노력은 지금 이 순간에도 이어지는 셈이다.