현대제철, 전기차 시대 전환에 발맞춰 경량화 소재 개발·생산 집중

[더파워=최병수 기자] 현대제철이 전기·수소차 등 자동차 업계의 친환경차 시대 전환에 발맞춰 전기차용 부품 및 경량화 소재 개발·생산에 집중하기로 했다.

24일 현대제철은 친환경 자동차 강판 시장 선점을 위해 연구·개발 투자 강화에 이어 올해 안으로 45개 강종을 추가하겠다고 밝혔다.

앞서 작년 11월부터 현대제철은 체코 오스트라바시 핫스탬핑 공장에서 연간 340만장 규모의 고강도 차량부품소재를 생산해 현대자동차 체코 공장에 납품하고 있다.

340만장은 차량 20만대 이상에 들어갈 수 있는 양으로 현대제철은 2019년부터 완성차 부품 현지화 대응과 글로벌 자동차 강판 공급 기반을 확보하기 위해 체코에 핫스탬핑 설비 2기, 블랭킹 설비(정해진 형상으로 코일을 절단하는 설비) 1기 준공에 착수했다.

이 설비들은 당초 올해 1월부터 생산하는 것을 목표로 했으나 지난해 코로나19 여파에도 불구하고 차질 없이 완공되면서 자동차 강판 등의 생산시기는 더욱 빨라졌다.

현대제철에 따르면 핫스탬핑은 950°C의 고온으로 가열된 철강소재를 금형에 넣고 프레스로 성형한 뒤 금형 내에서 급속 냉각시키는 공법이다. 다른 경량화 소재 대비 비용이 저렴하고 이를 통해 가볍고 인장강도가 높은 초고장력강을 만들 수 있다는 장점이 있다.

실제 전기차에 적용되는 핫스탬핑 수요도 점점 늘고 있다. 배터리 무게와 전장부품 비율 상승으로 차량 무게는 늘어나고 있는 상황 속에서 주행거리 확보를 위해서 차량 경량화가 최우선 과제이기 때문이다.

자동차 업계는 핫스탬핑 부품 적용률을 높이면서 차량 경량화에 집중하고 있다. 이에 따라 현대제철은 향후 핫스탬핑 시장이 더욱 성장할 것으로 내다봤다. 예를 들어 내연기관차에 핫스탬핑강은 15% 정도 적용되는데 전기차의 경우 20% 수준까지 증가할 것으로 예측했다.

현대제철은 체코 등 해외뿐만 아니라 국내 충남 예산공장과 울산공장에 각각 22기, 2기의 핫스탬핑 라인을 보유해 핫스탬핑 분야에서 국내 최대 사업장을 구축하고 있다.

이와함께 현대제철은 전기차에 적용되는 스틸 배터리 케이스 개발도 완료했다. 현대제철이 개발한 스틸 배터리 케이스는 알루미늄 배터리 케이스와 무게는 비슷하고 원가는 15%가량 낮아졌다.

중량을 낮추기 위해 초고장력강판을 적용했으며 내연성도 알루미늄보다 높아 안전성도 더욱 향상됐다. 현대제철은 스틸 배터리 케이스를 현대자동차 일부 차세대 모델에 적용하고 있는데 가격 경쟁력이 높은 만큼 다른 모델까지 점점 확대 적용될 것으로 내다봤다.

현대제철은 현대차와의 협력 개발을 통해 자동차 부품의 혁신을 선도하고자 노력하고 있다. 현대제철과 현대자동차가 공동 개발한 ‘TWB 핫스탬핑 차체 부품용 1㎬ 소재’가 대표적이다.

1㎬ 소재는 외부 충돌을 버티는 차량 뼈대 역할을 하는 ‘센터필러’를 만드는 데 쓰인다. ㎬는 재료 강도를 측정하는 단위로 1㎬는 가로세로 1㎜ 크기 재료가 100㎏ 무게를 버틸 수 있는 강도로 1㎬ 소재는 기존 자동차 외부 판재보다 2~5배 강한 수준이다.

충돌시 안전성과 경량화를 통한 연비 개선 등을 위해 현대제철은 센터필러 부품에 쓰일 신소재 개발에 착수했고 현대차는 관련 부품 설계를 맡았다. 양사가 공동개발한 TWB 핫스탬핑 차체 부품용 1㎬ 소재는 자동차 1대에 두 개씩 들어가는 센터필러 부품 무게를 기존 14.1㎏에서 12.9㎏까지 줄였다. 10% 가까이 차체 무게가 줄어들면서 연비도 그만큼 개선됐다.

현대제철은 자동차 소재 신제품 개발에도 총력을 기울이고 있다. 매년 연구개발비로 1100억에서 1400억원 수준의 비용을 투자하고 있는 현대제철은 특히 지난해에는 자동차 소재 개발에 대부분을 투자했다.

투자결과 지난 한 해 동안 현대제철이 개발한 자동차 소재용 신제품은 6건에 달한다. 세부적으로 살펴보면 사이드 아우터용 초고성형(S-EDDQ급) 외판재, 세단용 열연 100K급 샤시 부품. 센터필러용 100K급 고인성 핫스탬핑강, 180K급 초고강도 Al-Si(알루미늄-실리콘) 도금 핫스탬핑강, 자동차 외판용 40K급 고장력강, 전기차 전용 스틸 배터리 케이스, 저항복비형 극저온인성 보증 유정관 등으로 이 중 유정관을 제외한 6건이 자동차 소재다.

현대차의 전기차 전용 EGMP 플랫폼에 적용되는 특수강 소재 개발·생산도 현대제철이 맡고 있다.

엔진·변속기를 구성하는 주요 부품 소재인 특수강의 경우 내연기관 차량 대비 전기차의 대당 소요량은 약 40% 수준까지 감소할 것으로 추정된다. 하지만 최근 현대차가 개발한 EGMP에 적용하는 모터·감속기는 특수강 소요량이 늘면서 내연기관 차량에 비해 약 20% 수준만 줄어들 것으로 예측된다.

이에 현대제철은 EGMP에 포함된 감속기·모터 등에 들어가는 특수강 소재 개발에도 집중하고 있다.

이외에도 현대제철은 지난해까지 총 266종의 자동차 강종을 개발 완료했다. 현대제철은 올해 45개의 강종을 추가 개발해 개발강종을 311종까지 늘려 공급 가능한 자동차 강종 커버리지를 74%까지 높인다는 계획이다.

현대제철 관계자는 “현대차 연구 개발센터와의 실시간 협업 및 피드백이 자동차 소재를 개발하는 데 큰 장점으로 작용하고 있다”며 “올해도 고성능 프리미엄 제품 개발을 통해 미래 시장에 선제적으로 대응할 것”이라고 밝혔다.

news@thepowernews.co.kr