닛케이 Automotive_25.10월호 (p45~46)

닛산, 차체 골격 일체화는 당연한 흐름
Part 3. 알루미늄과 강철은 단면 형상으로 나누어 사용

닛산자동차는 전기자동차(EV)의 알루미늄 합금 소재 차체 골격을 하나의 거대한 부품으로 성형하는 기술 ‘기가 캐스팅(Giga casting)’ 도입에 적극적이다. 닛산자동차 차체기술개발부의 세리노(芹野) 엑스퍼트 리더는 “차체 골격의 일체화는 당연한 흐름으로 자리잡고 있다”라고 밝히며, “부품 수를 줄여 차체 코스트 절감을 실현할 계획”이라고 말한다. 닛산은 강판도 중시하고 있으며, 알루미늄과 강판을 나누어 사용하는데 있어 골격의 단면 형상이 중요한 지표가 된다고 지적한다.

세리노 엑스퍼트 리더는 “EV 개발에서는 배터리가 차량 가격을 높이는 가장 큰 요인으로, 그 외의 부품으로 코스트를 낮추지 않으면 안 되는 상황에 직면하고 있다”라고 최근 자동차 개발 흐름에 대해 말한다. 비용 절감을 위해 중요하다고 보는 것이 기가 캐스트로, 개발 중인 차세대 EV 플랫폼(PF) ‘CMF-EV’의 파생 모델에서 언더바디 후부에 기가 캐스팅을 채택할 계획이라고 한다.

기가 캐스팅 채택은 대형 성형 장치가 필요해 초기 투자가 커지는 한편, 부품 비용을 낮출 수 있다. 지금까지 기존 설비의 유용을 중시해 온 닛산이지만, 미국의 테슬라나 중국의 EV 신흥 기업들이 적극적으로 도입하고 있는 기가 캐스팅 방식을 따라간다는 방침으로 전환한 것이다.

-- 테슬라가 채택하기 전부터 검토 --
닛산은 EV화로 인해 차량 전체의 코스트가 상승하고 있는 가운데, 원재료비 다음으로 코스트 상승의 요인이 되고 있는 프레스 가공비를 억제하는 것이 급선무라고 생각하고 있다. 세리노 엑스퍼트 리더는 “기가 캐스팅 도입을 통한 부품 수 감소는 공정 수 및 직원 감축으로 이어진다. 차체의 일체화는 당연한 흐름이다”라고 말한다.

닛산은 차세대 EV의 언더바디 후부에 기가 캐스팅을 채택할 계획으로, 60~70개 부품을 1개 부품으로 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 금형 조임력이 6,000톤 급인 기가 캐스팅 설비를 도입하면 기존의 강판 프레스 부품을 용접하는 경우와 비교해 코스트를 10% 절감할 수 있다고 시산. 설비를 도입하는 공장 및 기가캐스팅을 채택하는 모델에 대해서는 현재 검토 중이라고 한다.

세리노 엑스퍼트 리더는 닛산의 알루미늄 기가 캐스팅에 대한 검토는 “테슬라가 채택하기 이전인 7~8년 전까지 거슬러 올라간다”라고 밝힌다. 닛산에서는 당시 이미 파워트레인 부품 등에 알루미늄 다이캐스팅(Die casting)을 활용하고 있었다. 당시 장치는 금형 조임력이 4,000톤 급 정도로, 작은 부품만 만들 수 있었다.

테슬라가 기가 캐스팅을 채택한 이후, 금형 조임력이 1만 톤 급인 대형 주조 장치가 등장했다. 세리노 엑스퍼트 리더가 입사 이래 품어온 “자동차의 차대를 미니카처럼 일체화할 수 있으면 좋겠다”라는 구상이 현실로 다가오고 있다고 한다.

닛산의 차체 부품에서 알루미늄 다이 캐스팅이 채택된 사례로는 스포츠카 ‘GT-R’의 스트럿 하우징(Strut Housing)이 있다. 서스펜션 부품의 장착부가 되는 부품으로 경량화를 도모했다. 높은 강성이 필요하기 때문에 강판으로 만들면 부품 수가 많아지기 쉽지만, 알루미늄 다이 캐스팅 채택을 통해 부품 수를 줄였다. 이러한 과거의 경험을 살려, 더 규모가 큰 언더바디 후부에서의 기가 캐스팅에 도전한다.

닛산은 기가 캐스팅 채택을 확대할 계획이지만, 강판을 경시하는 것은 아니다. 세리노 엑스퍼트 리더는 “알루미늄 자체의 가격은 강철보다 비싸다. 기가 캐스팅은 투자액이 막대하기 때문에 비용 대비 효과가 정말로 있는지, 품질을 담보할 수 있을지 등을 확실하게 파악하고 종합적으로 판단한 다음 채택을 검토해 나갈 방침이다”라고 말한다.

강판과 알루미늄을 구분하는 지표로 세리노 엑스퍼트 리더가 중요하다고 지적하는 것이 부품의 단면 형상이다. 예를 들어, 센터필러(B필러)의 단면 형상은 복잡하게 변화하고 일정하지 않기 때문에 알루미늄은 적합하지 않다. 강도를 높이는데 리브(Rib) 등이 필요해 성형이 어려워지기 때문이다. 세리노 엑스퍼트 리더는 “B필러는 강판을 프레스 가공하는 편이 좋다”라고 말한다.

한편, 프론트 사이드 멤버와 같이 단면 형상이 일정하고 변화가 적은 부품에 대해서는 “알루미늄을 채택하는 선택지도 있을 수 있다”(세리노 엑스퍼트 리더)라고 한다. 닛산이 채택한 사례는 없지만, 해외에서는 독일 BMW 등이 채택하고 있다.

강판에 대해서는 충돌 규제에 대한 대책 등을 위해 당김 강도를 높인 고장력 강판의 채택 확대도 추진한다. 기존의 공급망을 활용하기 쉽다는 이점이 있다.

하지만, 과제가 되는 것이 스폿 용접이 어렵다는 것이다. 닛산 차량생산기술개발본부에서 접합기술을 담당하는 타루이(橂井) 엑스퍼트 리더는 “고장력 강판에 포함되어 있는 탄소나 첨가제가 악영향을 미치지 않도록 용접 시 전기를 흘려 보내는 방법을 생각해낼 필요가 있다”라고 말한다. 다만, 용접 시간이 늘어나 사이클 타임이 길어질 수도 있어, 용접용 로봇 추가도 검토하고 있다고 한다.

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목차_닛케이 AUTOMOTIVE_25.10월호

Close-up
일본에서 테슬라 E2E 시험 주행, 소송 문제 및 사고 보고 지연도 발생

VOICE
'T형 포드 이래'의 EV 생산 혁신

Disassembly Report
전장 부품 중에서 일본 업체 제품 발견
사이버트럭의 내장 분해

Automotive Report
〮 닛산, 5번 째 폐쇄 공장 발표, '신뢰 저하'로 국내 판매 감소
〮 미쓰비시자동차가 도그 클러치를 채택한 새로운 HEV 기술 개발, 약 1년 만에 전환
〮 마쓰다가 CX-5에서 디젤엔진 폐지, 유로7 대응 보류
〮 스텔란티스가 FCV 사업 철퇴, 2030년까지 보급을 전망할 수 없다고 판단
〮 FORVIA가 소나를 사용하지 않는 자동주차기술 개발, 밀리미터파로 대체, 2029년에 양산

New Car Report
샤오미의 YU7이 난공불락의 모델 Y를 위협, ADAS에 대해서는 저평가도
아우디가 항속 800km 이상의 EV 출시, 추가 장비로 공기저항 줄여

Cover Story
기가캐스팅 대 핫스탬핑
일체 성형으로 겨루는 자동차 차체
Part 1. 다시 각광 받고 있는 핫스탬핑
테슬라, 기가캐스팅 일부 폐지
Part 2. 기가캐스팅은 한정적
혼다, 1.5GPa급 핫스탬핑 활용
Part 3. 알루미늄과 강철은 단면 형상에 따라 나누어 사용
닛산 차체 골격의 일체화는 당연한 흐름
Part 4. 배터리 케이스의 최전선
닛산은 알루미늄, 테슬라는 강철 증가 추진

Features
테슬라의 반도체 전략
E2E 자율주행 계산력 10배로
장기화되고 있는 미국 관세, 뉴노멀에 대한 위기감
국내 자동차 7개 사·부품 16개 사의 방침

인터뷰
닛산계열 부품 업체 가사이공업, 5분기 연속 적자로 구조조정 추진
후루카와 가사이공업 대표이사

News Digest
스즈키가 스위프트 5.7만대 리콜, 결함 연료펌프는 비(非)덴소 제품으로 작동 불량은 같지만 임펠러 성형 불량이 아닌 설계에 문제

Market Watch
'N-BOX'가 신차 판매에서 3개월 연속 1위 '스페시아'는 2위, 전체적으로 3.6% 감소, 등록차와 경차 모두 마이너스

독자로부터
BYD는 파국으로 향하는 것일까?

편집실로부터
2025년 10월호

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