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알루미늄 클래드 메탈 버스바, 장영실상 수상한국클래드텍·현대모비스·현대자동차 공동 개발
박진철 기자 | jcpark@snmnews.com

  비철금속 제련 등 전문기업인 한국클래드텍과 현대모비스, 현대자동차가 공동 개발한 ‘자동차용 구리 저함량 클래드 메탈 버스바(Bus Bar)’가 19주차 iR52 장영실상을 받았다.

  연구팀이 개발한 자동차용 구리 저함량 클래드 메탈 버스바는 기존 구리 버스바보다 무게를 약 45% 줄일 수 있었다. 표면의 구리층으로 인해 교류 전기전도도도 구리 소재와 동일한 수준을 나타냈다.

   
▲ 한국클래드텍·현대모비스·현대자동차가 공동으로 개발한 자동차용 구리 저함량 클래드 메탈 버스바

  버스바는 차량, 항공기 등에서 마치 전선처럼 전기적인 연결을 가능하게 만드는 막대형의 전도체로 전장부품 간 전류 통로 역할을 한다. 버스바는 기존 전선과 비교해 공간 사용 효율성이 높고 버스바에 연결되는 전장부품의 하중 지지 역할을 할 수 있다는 장점이 있어 공간적인 제한이 큰 자동차에는 필수적으로 사용되는 부품이다.

  기존 버스바 소재는 대부분 구리로 돼 있다. 그러나 구리는 전기전도도가 높고 가공이 쉽다는 장점이 있지만 밀도가 8.9로 높은 편이라 경량화 면에선 단점으로 작용한다. 특히 배터리, 모터 전력기 등 대용량 전력이 요구되는 친환경차 부품에는 크기가 크고 다양한 모양의 버스바가 적용되면서 버스바로 인해 차량 무게가 늘고, 자연스럽게 연비는 떨어지는 문제가 발생했다.

  한국클래드텍, 현대모비스, 현대자동차는 이러한 문제를 해결하기 위해 버스바에 구리 사용을 최소화하는 방법을 고민하게 됐다. 여러 시도를 하던 연구팀은 기존 구리 버스바에서 구리 사용을 줄이고 대신 알루미늄을 사용하면 버스바의 무게를 줄일 수 있다는 것에 착안해 클래드 메탈(구리/알루미늄/구리로 이뤄진 금속) 버스바를 개발했다.

  가공성이 뛰어난 기존 구리 버스바와 달리 알루미늄이 포함된 제품은 기존 구리와 유사한 강도에서 충분한 가공성을 얻을 수 없었다. 연구팀은 문제를 해결하기 위해 소재 준비부터 공정별 조건까지 재확인하고 테스트를 진행한 결과 제품을 이루는 구리와 알루미늄의 사이에서 특정 열처리 조건 시 금속 간 화합물이 발생하는 것을 확인했다. 문제를 발견하고 화합물을 제어하자 원하는 가공성 및 접합강도를 보이는 부품을 만들 수 있었다.
 

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