현대모비스, 친환경 주요 부품 개발 개요

[프라임경제]현대모비스가 본격적인 친환경 자동차 부품 만들기에 본격적인 시동을 걸고 완성차 시장에서 경쟁력을 확보해 나가고 있다. 그동안 친환경 소재 개발을 통한 친환경 경영을 전개해온 현대모비스의 주요 부품들을 살펴봤다.

◆에어백 경량화

현대모비스는 운전석 에어백 모듈부품인 마운팅 플레이트(Mounting Plate : 에어백 커버와 함께 에어백의 핵심인 에어백 쿠션을 감싸고 있는 장치)의 소재를 기존 스틸에서 플라스틱으로 변경했다. 이로 인해 중량은 기존에 비해서 55%, 부품 가짓수는 많은 부분을 단일화시켜 기존에 비해서 무려 71%를 절감했다. 아울러 조수석 에어백도 경량화모듈을 개발함으로써 부품수는 33%, 중량은 11%나 절감하는 등 차량 경량화를 통한 연비절감 노력을 기울이고 있다.

◆서스펜션 부품 경량화

서스펜션이라 불리는 현가장치의 구성부품인 컨트롤암, 너클 및 캐리어, 모듈브라켓 등의 부품들은 안전과 내구성을 위해 모두 철(steel)로 구성되어 있었다. 그러나 이 부품에 철제 부품과 동일한 내구성을 구현하는 알루미늄 소재를 적용하면서 30% 이상의 경량화를 달성했다. 실제 현대모비스는 철제 부품을 장착했을 때와 비교해 15Kg 이상 무게를 줄였다. 이는 약 1,700kg인 제네시스(3.3기준)를 약 0.9% 감량시키는 효과로 나타났다.

◆부품 모듈화를 통한 경량화

그랜저TG 앞쪽에 장착되는 FEM(프런트 엔드 모듈)의 뼈대를 이루는 캐리어는 기존에 22개의 부품으로 제작됐다. 하지만 플라스틱 소재를 적용해 4개의 부품을 조립하는 형태로 개발해, 8.5kg이던 제품 중량을 4.8kg으로 낮추는 약 44% 경량화에 성공했다. 현대모비스는 프런트엔드모듈에 대한 경량화를 한 번 더 추진했다. 원래 36개 부품으로 이루어졌던 제품을 하나의 모듈로 제작하면서 조립공정 중 6개 과정을 줄이는 동시에, 약 30kg이던 모듈의 중량을 25kg로 감소시켰다. 약 1,600kg인 그랜저TG(2.7기준)를 5kg(약 0.3%) 감량시킨 것이다.

◆기능 통합을 통한 경량화

현대모비스는 운전석모듈의 뼈대를 이루는 스트럭쳐 인패널(IP)을 기능통합일체형 구조로 설계함으로써, 부품 수를 절반으로 줄이는 데 성공했다. 이에 따라 부품 중량도 8% 감량시키는 효과가 있다. 이와 함께 기존 여러 부품들에 적용되던 철재를 가벼운 신소재로 교체해 적용하고 있다. 특히 이러한 신소재는 내구성도 강한 것으로 운전자의 안전도 높이는 효과가 있다.

이에 따라 차량의 뼈대를 이루는 섀시모듈의 경우에는 바퀴와 프레임을 이어주는 부품인 컨트롤암을 알루미늄으로 제작해 무게를 30% 정도 줄였다. 스티어링 칼럼을 마그네슘 소재로 교체?적용해 부품무게를 30% 감량했다. 또한 운전자의 안전과 밀접한 관련이 있는 운전석모듈에 장착된 운전자무릎보호대도 플라스틱 소재로 대체하면서 30%의 중량 감소 효과를 창출했다.

이외에도 현대모비스는 기존의 스틸제품을 나노복합재로 사용하는 등 나노기술을 이용한 경량화, 일체형 부품 개발을 통한 경량화, 알루미늄·마그네슘 등 고성능 경량 소재를 사용한 경량화 등 신소재와 신기술이 접목된 경량화 부품 개발에도 역점을 둘 예정이다.

◆친환경 설비로 오염물질 잡다

현대모비스는 차륜 및 차제 생산 공장에는 대기 중에서 광화학 반응을 일으켜 광화학 산화성물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 발암물질이자 지구 온난화 원인 물질인 휘발성 유기화합물인 VOC(Volatile Organic Compounds)를 방지하기 위한 설비를 구축해 생산 시 발생하는 유해물질을 줄이기 위한 노력을 기울이고 있다.

특히 이 시스템은 800℃ 이상의 고온에서 오염물질을 연소시키는 방법으로, 현재 상용화 되고 있는 기술 중에서 오염도를 제거하는데 최고의 효율을 자랑하는 농축 RTO (Regenerative Thermal Oxidizer : 소각설비)처리 방식을 사용해 완전 연소를 시켜 오염물질을 96% 이상 줄이고 법적인 기준치보다도 90% 가까이 낮은 농도의 가스를 배출하는 시스템이다.

이외에도 도장라인에서는 스팀을 이용한 도장공정에서 발생하는 응축수를 별도의 탱크에 모아 회수펌프를 이용해 다시 스팀을 공급하기 위한 보충수로 사용함으로써 보충을 위한 물을 절약하는 등 환경 친화적인 시스템을 도입하기도 했다.

◆매연저감장치 개발

현대모비스는 재활용 부품 소재를 개발한 같은 해, 경유차량에 적용되는 ‘매연저감장치(DPF)’를 개발하는 쾌거를 올리기도 했다. 이 장치는 경유차량에서 배출되는 매연을 획기적으로 줄일 수 있는 환경 친화적인 장치로, 550도 정도의 자동차 자체 배기열로 매연을 자연적으로 연소시킬 수 있도록 고안됐다.

현대모비스가 개발한 DPF는 경유차량에서 배출하는 일산화탄소와 탄화수소 등의 유해가스와 먼지들을 이 장치로 통과시켜 정화시켜주는 장치이다. 이러한 역할을 수행하기 위해 DPF는 산화촉매와 촉매가 코팅된 세라믹필터로 구성되어 있으며, 유해가스가 이 촉매와 반응하면서 무해한 이산화탄소와 물로 변환되는 원리이다.

또한 먼지의 경우에도 백금계 촉매를 이용, 먼지를 필터로 모은 뒤 배기열로 모아진 먼지를 산화시켜 제거하는 역할을 한다. 특히 현대모비스는 이 장치의 가격도 기존 장치의 절반 수준으로 낮췄고, 크기도 줄여 쉽게 장착할 수 있도록 함으로써 실용성을 대폭 높였다.

실제로 이 장치는 자동차 매연에 함유된 미세먼지를 90% 이상, 일산화탄소와 탄화수소를 85% 이상을 연소시켜 자동차 매연을 통한 환경오염을 줄이는 데 크게 기여하고 있다. 현대모비스는 국내 순수 독자기술로 개발한 이 매연저감장치를 2003년 부터 2004년까지 일본에 수출했다. 이렇게 수출된 매연저감장치는 2003년 10월부터 버스나 트럭 등의 대형 경유차에 매연저감장치 장착을 법으로 의무화하고 있는 일본 도쿄를 비롯한 8개 지방자치단체에서 운행되고 있는 버스·트럭에 장착되었다.

이 계약으로 현대모비스는 총 7,400여대의 매연저감장치를 일본에 수출했다. 국내에서도 2005년 1월부터는 10대 이상 소유 사업자에 대한 매연저감장치 장착이 의무화되었으며, 현재 지자체에서 장착비용의 95%를 보조해 주고 있다. 현대모비스는 2007년까지 약 3만대에 이르는 차량에 매연저감장치를 장착했다.