테슬라, 알루미늄 다이캐스팅 방식의 전장부품 사용해 생산비용 절감

전 지구적으로 탄소중립에 대한 요구가 거세지고 있다. 유럽연합(EU)는 2035년 내연기관차 판매를 금지하기로 결정했고, 중국도 전기차 비중을 지속적으로 높여가기로 했다. 국가 차원이 아니라 자동차 회사들 역시 탄소중립에 발맞춰가고 있다. 미국 포드 자동차의 경우 2030년까지 자사에서 판매하는 모든 개인용 자동차를 전기차로 채우겠다는 계획을 밝혔다. 이러한 흐름이 계속될 것으로 예상되며 전력 기반 자동차의 재료로 쓰이는 알루미늄 수요도 높아지고 그 활용도도 다양해질 것으로 보인다.

10월 7일, 대구에서 개최된 국제 철강 비철금속 산업전(SMK 2021)에서 비철금속 세미나 발표자로 나선 한국재료연구원 어광준 박사는 '전력기반 자동차 시대와 알루미늄'이라는 주제로 강연에 나서며 "향후 전력기반 자동차 시장의 성장세에 따라 자동차 부품에 사용되는 알루미늄의 수요도 늘어날 것"이라며 알루미늄이 전력기반 자동차에 어떻게 활용되는지 사례를 소개했다.

어광준 박사에 따르면, 최근 자동차 업계에서 가장 큰 관심을 끄는 분야는 ACES라 할 수 있다. ACES는 자율주행(Autonomous driving), 커넥티드 카(Connected car), 전력기반 자동차(Electrified vehicles), 공유 모빌리티(Shared mobility)다. 이 중에서 전력기반 자동차의 성장세가 심상치 않다. 코로나 팬데믹으로 2020년 전체 자동차 생산은 줄었지만, 전력기반 자동차의 판매량은 늘었다. 전력기반 자동차의 판매량이 늘면서 알루미늄의 수요도 올라갈 것으로 보인다.

또한 발표 내용에 따르면, 탄소중립의 요구가 거세지면서 개발도상국도 전력기반 자동차 보급에 힘 쏟기 시작했다. 더불어 세계 자동차 업계는 상용차의 전장화에 힘쓰고 있다. 이런 환경이 조성되면서 전장부품 수요도 늘어나고 있다. MarketsandMarkets의 조사에 따르면 2025년 전장부품 생산량은 최소 5억 8500만개에서 최대 7억 2500만개까지 예상되며 2019년 5억 3천만 개보다 더 성장할 것으로 예측된다. 이중 가장 높은 성장률을 보일 분야로는 배터리 전기차 시장이고, 규모가 가장 커질 부문으로 예상되는 부품은 전기 파워스티어링이다.

폭스바겐의 경우 인버터 커버 제조에 ADC3 알루미늄을 사용하고 있으며, 쿨링 트레이 제작에는 ADC1 알루미늄을 사용한다.

테슬라의 경우 더 적극적으로 알루미늄을 활용하고 있다. 알루미늄 하부 차체를 생산할 때 조립하는 방식이 아닌 다이캐스팅 방법으로 생산하고 있다. 이를 통해 테슬라는 열처리나 코팅공 정을 없애고 기존 70개 부분으로 구성되는 차체를 1개로 줄여버렸다. 공정을 바꾸면서 테슬라는 생산 비용을 40% 줄이면서 생산에 투입되는 부품을 79개나 줄였다.

테슬라는 차체뿐 아니라 열관리 부품에도 전장화를 진행하고 있다. 모델 Y의 경우 옥타 밸브가 탑재된 새로운 열처리 시스템을 도입했다. 다이캐스팅 방식으로 제작된 옥타 밸브는 일체형으로 구성되어 효율적으로 냉각수의 흐름 경로를 제어하면서 배터리를 가열한다.

폭스바겐과 테슬라의 경우 외에도 알루미늄 다이캐스팅을 활용한 사례는 더 있다. 연료전지 자동차(FCEV)에 사용되는 터보 블로어(Turbo Blower)와 쿨링팬뿐 아니라 전기차의 배터리 열관리에도 다이캐스팅 부품이 많이 사용될 것으로 보인다. 앞으로 전력기반 자동차 시장이 더욱 성장하면서 향후 알루미늄 다이캐스팅 방식으로 제작된 전장 부품의 성장 역시 동반 성장할 것으로 보인다.