강판 두께 저감 및 최적화, 고성형성 강판 적용으로 경량화 성과

  현대자동차가 초고장력 강판 적용을 확대하면서 차량 경량화에 적극 대응하고 있다.

  27일 진행된 제78회 철강기술심포지엄에서 현대자동차 기술연구소 홍승현 연구위원은 “차량 연비규제가 강화되면서 각 자동차 업체마다 비(非)내연기관 차량 개발과 엔진 다운사이징, 차량경량화에 매진하고 있다”면서 “선진 철강사를 중심으로 초고강도 강판 및 설계 최적화를 통한 차체 경량화 활동이 가장 경쟁력이 높은 상황이다”고 밝혔다.

  이러한 추세에 맞춰 현대자동차 역시 충돌성능 강화와 경량화를 위해 초고강도 강판 적용을 확대하고 있다. 대표적인 예가 신형 제네시스에 초고장력 강판 적용비율을 52%(이전 모델 14%)로 높였으며 LF소나타는 51%, 올뉴쏘렌토는 53%가 각각 적용되어 차체 강성 50%, 충돌 성능 30% 향상, 경량화 30~50kg의 성과를 거두고 있다.

  현대자동차의 초고장력강판 적용 경량화 기술을 크게 세 가지로 구분할 수 있다. 우선 기존 강판 소재의 초고강도화와 두께 저감을 추진 중이다 기존 35K급 BH강판을 사용하던 도어 외판은 50K급 DP강으로 대체하여 7%의 경량화를 이뤘다. 또한 센터필러 보강재를 100K급에서 고성형성 120K급으로 높여 15% 경량화가 가능했다. 1.5G급 범퍼 백빔과 1.8G급 도어 임팩트빔 소재 적용도 사례로 들 수 있다.

  또한 현대자동차는 고성형성 강판 적용으로 부품 일체화를 통해 경량화를 추진 중이다. 일체형 100K급 플로어 크로스멤버, 일체형 핫스탬핑 사이드아우터 보강재, 80K급 단판 로어암, 일체형 트레일링 암 적용을 통해 6~14%의 경량화 성과를 거두고 있다.

  마지막으로 강판 제조공정에서 두께 최적화를 통한 경량화가 진행되고 있다. 샌드위치강판을 적용한 후드 외판, TRB 핫스탬핑 센터필라, 엠보싱강판을 적용한 플로어패널, 가변두께 튜브(TRT)를 적용한 토션빔 액슬 등을 예로 들 수 있다. 일부 차량의 후드 외판에 적용되고 있는 샌드위치강판은 중간층에 저비중 수지를 함유하여 20%의 높은 경량화 성과를 거두고 있다.

  홍 연구위원은 “초고장력 강판 적용은 갈수록 늘게 될 것”이라면서 “차체 추가 경량화를 위해 고성형성 강판을 지속 개발해야 하고 용접성을 높여야 한다. 또한 치수 품질 개선을 위한 스프링백 저감기술 개발 등이 필요하기 때문에 철강사와의 EVI 등 연구협력이 중요하다”고 강조했다.