[르포]CT6 경량화 위해 5000만시간 실험..GM '미국차' 편견 넘고 진화

입력 2017. 1. 17. 06:01
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[헤럴드경제(워런)=정태일 기자]“경량화는 단순 차의 무게를 줄인다는 것만 의미하지 않습니다. 경량화는 내부 공간을 넓히고, 소음과 진동을 줄이며 연비를 개선시킵니다. 또 안전과 주행성능을 높이는 등 ‘1석 5조’의 효과가 있습니다.”

GM의 차는 힘(출력)은 좋아도 육중한 덩치에 무겁고 연료효율이 떨어진다는 ‘미국차의 전형’이라는 평을 받고 있다. 이 같은 평에 정면으로 반박이라도 하듯이 찰리 클라인 GM 글로벌 이산화탄소 전략 및 에너지 개발 총괄 임원의 설명은 단호했다. 

알루미늄 소재를 대거 채택한 CT6와 볼트EV 차체 구조가 테크센터에 전시된 모습

지난 11일(현지시간) 미시건 주 워런에 있는 GM 테크센터를 방문한 자리에서 GM이 편견을 딛고 진화 중인 모습을 확인할 수 있었다.

우선 GM은 CAE(Computer Aided Engineering)을 통해 여러 소재와 접합방식을 달리하면서 나타나는 안전과 성능의 변화를 관찰하고 있다. 컴퓨터로 시뮬레이션하면서 각 조건에 따른 최적의 경량화와 차체 강성 강화 정도를 확인하는 방식이다.

이를 통해 캐딜락 CT6는 총 5000만시간, 신형 말리부는 총 1000만시간, 신형 카마로는 총 900만시간의 시뮬레이션을 거쳐 최적화됐다.

GM은 차량을 경량화하기 위해 철강에 가벼운 소재를 더했고, 접합 방식도 다양화하는 방식을 채택했다.

쉐보레 에퀴녹스는 다양한 고강성 강판을, 캐딜락 CT6는 알루미늄과 강판을 조합해 적용했다. 캐딜락 CT6에는 총 11종의 다양한 소재를 차체에 적용하고 차체의 62%에 노벨리스 제품의 알루미늄을 적용해 더 크고 경쟁모델 대비 10% 가벼운 세단을 구현했다. CT6 알루미늄 파트는 196개에 달하한다. 또 ATS에서 25개 파트로 구성된 부분을 단 2개의 파트로 단순화해 파트 숫자도 대폭 감소시켰다.

쉐보레 2인승 스포츠카 콜벳도 알루미늄 파트 적용으로 49㎏ 감량에 성공했다. 쉐보레 볼트EV는 400㎏의 배터리팩 무게를 떠받치면서도 충격으로부터 보호를 위해 고강성, 초고강성, 초초고강성 강판 등에 더해 알루미늄 파트를 가미시키며 복합소재를 종합 적용했다. 


차체 접합 방식도 다양화 해 경량화를 실현시켰다. 강판 용접, 알루미늄 용접, 알루미늄 레이저 용접, 강판 스팟 용접, 스크류, 접착제, 알루미늄 스팟 용접 등이다. 특히 알루미늄과 강판 접합은 업계 최초 방식으로 GM이 특허를 보유한 기술이기도 하다. 이는 캐딜락 CT6를 생산하는 햄트래믹 공장에서 적용됐다.

이같은 시도를 통해 최종적으로 말리부 136㎏, 트래버스 164㎏, 카마로 181㎏, 크루즈 113㎏, 에퀴녹스 181㎏ 등의 감량 효과가 나타났다. 평균 감량 무게는 136㎏으로 판매대수에 적용하면 연간 2800만갤런(1억 ℓ 이상)의 가솔린 에너지를 절감시킨 셈이다.

이와 함께 GM은 2010년부터 총 800만달러를 어드밴스드 에너지 센터에 신규 투자해 친환경차 배터리 연구에도 매진하고 있다. 전체 연구 시설의 절반 가량이 전기화학 배터리 셀과 모듈의 테스트에 활용되고 있다. 이 외에도 완성된 배터리팩의 평가도 이뤄진다.

더그 드라우치 GM 글로벌 배터리 연구소 책임 연구원이 배터리 성능 테스트 방식에 대해 설명하는 모습

더그 드라우치 GM 글로벌 배터리 연구소 책임 연구원은 “엔진 내구 테스트에 쓰던 테스트 셀을 이용해 차가 정면, 측면, 후면 등 다양한 각도ㆍ방향으로 충돌했을 때 배터리에 각각 어떤 영향이 따르고 얼마나 견디는지 내구 테스트를 하고 있다”고 설명했다.

이와 함께 운전자의 주행이력에 따라 배터리가 어떻게 소모되는지 패턴도 연구하고 있다. 드라우치 연구원은 “차내 배터리와 똑같은 환경을 구현해 주행이력을 기록하고 도로 사정에 따라 휠 움직임, 진동 등을 분석해 배터리 성능 향상에도 힘쓰고 있다”고 말했다.

GM은 배터리 에너지셀을 LG화학으로부터 공급받고 있다. 외부 업체들의 배터리 연구소 방문 리스트에는 LG화학 관계자들의 이름이 빼곡히 적혀 있는 것도 확인할 수 있었다. 드라우치 연구원은 “향후 셀 가격이 내려갈 것으로 예상된다. 이로 인해 전기차 판매 가격도 소비자들에게 보다 매력적인 조건이 될 수 있을 것”이라고 예상했다.
killpass@heraldcorp.com

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