[자동차 산업 메가트렌드, 전동화③]정밀해지는 전기차 부품…생산 설비도 정밀성 요구

전기자동차의 시대를 맞아 관련 소재‧부품‧장비 산업도 변화하고 있다. 지난 9일 폐막한 ‘2023 서울모빌리티쇼’(이하 전시회)에서 만난 자동차 업계 관계자들은 “전기차에 탑재되는 정밀부품이 점점 늘어나고 있다”고 입을 모았다.

전기자동차 제조업체는 내연기관 차량의 주행거리와 운전 성능 등을 뛰어 넘어야 하고, 자율 주행 등 신기술을 결합해 주행 경험을 혁신해야 하는 과제를 안고 있다. 때문에 전기자동차에 탑재되는 부품은 점점 경량화‧소형화되고 있으며, 반도체 등의 정밀부품도 늘어나는 추세다

늘어나는 정밀부품, 내구도 및 안정성 중요

정밀부품이 늘어나는 만큼, 부품의 내구도와 안정성도 중요해졌다. 주식회사 진(이하 진)은 이동시 혹은 실생활에서 발생하는 진동을 구현해 자동차 부품의 내구도를 시험하는 진동테스트 설비를 소개했다.

내연기관차는 엔진에서, 전기자동차는 모터에서 진동이 발생하기 때문에 그 특성이 다르다. 각각의 특성에 맞는 진동을 구현해 내구도를 정확히 테스트할 수 있다는 것이 관계자의 설명이다.

진은 대학 실험실, 연구기관, 1차 부품사, 완성차 대기업 등에 진동테스트 설비를 납품하고 있다. 배한근 진 책임연구원은 “반도체 등 정밀부품이 늘어나면서 고장 내용이나 원인도 다양해지고 있다”면서, “진동테스트를 통해 고장의 원인을 사전에 찾아낼 수 있다”고 의의를 밝혔다.

정밀화되는 자동차 부품, 정밀한 표면처리 요구

자동차 부품이 정밀화되면서 부품 표면을 세정하는 표면처리 공정의 중요도가 높아지고 있다. 전시회에 참여한 에이피아이는 세정 공정에서 사용하는 플라즈마 발생장비를 선보였다.

플라즈마는 고체, 액체, 기체와 더불어 제4의 물질 상태다. 기체상태의 물질에 많은 에너지를 가하면 이온화되고, 이 이온화 상태의 기체가 모인 것이 플라즈마다.

예를 들어, 기체 상태의 산소(O₂)에 에너지를 가하면 산소 원자 2개(O+O)로 분리된다. 여기에 더 많은 에너지를 가하면 전자와 분리돼 양이온 상태(O⁺, E⁻)가 된다.

이온은 에너지를 잃으면 분자로 되돌아가려는 성질이 있다. 최인호 에이피아이 책임연구원은 “플라즈마를 제품 표면에 분사하면 제거해야할 물질을 붙잡고 기체 분자로 결합해 날아간다”고 원리를 설명했다.

플라즈마 세정장비는 반도체, 디스플레이 등 높은 정밀성을 요구하는 공정에 주로 사용되며, 자동차 산업에도 폭넓게 활용되고 있다. 최인호 책임연구원은 “첨단부품으로 갈수록 물을 사용하지 않는 건식 세정의 중요성이 높아진다”면서, “전기자동차의 부품이 점점 정밀화되고 관련 공정도 늘어나는 만큼, 플라즈마 세정 설비의 수요도 늘어날 것”이라고 말했다.

전동화 시대, 자동차 부품 산업 미래는

자동차 부품 산업의 미래는 어떨까. 업계 관계자들의 의견과 한국수출입은행 연구소가 지난해 발표한 ‘전기자동차 확대에 따른 자동차 부품산업의 영향’ 보고서를 종합해 봤다.

우선 내연기관 및 관련 부품업체의 타격은 불가피해 보인다. 엔진 뿐 아니라 연료탱크‧연료필터 등 연료 관련 부품, 엔진의 연소를 위해 공기를 흡입 및 배출하는 흡기‧배기장치 등이 사라지게 된다.

다만, 전동화가 진행돼도 ‘자동차’라는 본질이 바뀌지는 않는 만큼, 내연기관 자동차에서 큰 변화가 없는 차체‧좌석‧현가장치‧조향장치 등의 부품은 기존과 유사한 수준으로 성장할 전망이다. 경쟁력을 갖추기 위해 친환경소재 사용, 경량화, 공정 효율화 등에 꾸준한 연구개발과 투자가 필요할 것으로 보인다.

전기자동차의 핵심인 배터리, 구동모터, 전력변환장치 등의 부품과 자율주행 등의 신기술 시장은 전동화 과정에서 더욱 커질 것으로 예상된다. 또한, 배터리를 최적의 상태로 유지하기 위한 열 관리 시스템, 미래자동차 기술을 구현하기 위한 고성능 반도체, 센서, 통신장비 등의 부품이 함께 성장할 전망이다.

김준성 아주자동차대학교 교수는 “전기차 산업이 신에너지와의 결합을 통해 시너지 효과를 창출하고, 운송수단의 다양화를 이끌고 있다”고 언급했다. 그의 언급처럼 전시회장에는 수소연료전지, UAM(도심항공모빌리티)등 다양한 신산업이 등장했다.

현재 자동차에는 2~3만 개 이상의 부품이 들어간다. 김준성 교수는 “전동화 시대를 맞아 앞으로 더 많은 부품이 들어갈 것”이라고 언급했다. 자동차 부품업계가 다가올 미래모빌리티 시대에 어떤 가치를 창출할 수 있을지 귀추가 주목된다.