자동차 플랫폼이란 ?

'자동차 플랫폼(platform=underbody)'이라는 것은 우리말로 차대 라고도 합니다 주로 언더바디, 즉 하체가 같은지를 놓고 얘기하는 용어이긴 하지만 플랫폼이 꼭 언더바디에 한정된다고 하는 근거는 아무데도 없습니다. 즉 플랫폼을 공유한다고 하려면 플로어팬(모노코크차량의 바닥부분), 엔진 변속기 위치와 구조, 서스펜션, 차체의 축거, 스티어링휠의 구조 등이 모두 유사한 차를 말하는데요. 그런 점에서 메이커에서는  '새로운 플랫폼'이라는 생소한 표현을 등장 시키며 이전의 차와 다르고, 해당메이커의 인기 모델과 같은 플랫폼을 이용한다는 점을 강조하고 있습니다. 신형 모델의 인기에 편승하려는 의도도 있을 것이고, 신차에 대응하기 위한 페이스리프트 모델의 판매 전략으로 보이기도 하니까요.   플랫폼이 같더라도 서스펜션과 스티어링휠의 세팅, 파워트레인 튜닝 등, 전혀 다른 차가 만들어지는 일이 많지요 예를들어. 현대기아차는 장차 수많은 자동차들의 플랫폼을 불과 6개로 축소할 계획인데, 이를 이용해 다양하고 차별화된 차를 만들어낼 수 있다는 점만 봐도 이를 알 수 있습니다. 플랫폼을 확대하는 이유는 사실 R&D의 소요비용과 개발 코스트를 삭감한다는 것이 플랫폼 전략의 목표라고 이해되고 있기 때문이기도합니다. 플랫폼의 통합은 모듈화나 조달의 글로벌화,싱글 소싱화 등과 함께 완성차 메이커 코스트 삭감의 커다란 위치를 두고 있는것이 현실입니다 플랫폼은 엔진,변속기,구동계,서스펜션,스티어링 등을 장착 할 수 있는 차체의 바닥부분을 종합한 차량의 기초가 되는 부분을 이야기 하는것으로 해석 할수 있습니다.이 부분은 자동차 기본 성능을 결정하고,R&D비용의 2/3 정도에 해당하는것입니다. 플랫폼은 자동차가 달리고,서고,돌아가는 모든것이라고 할수 있습니다. 개발자금이 드는것은 바디 그 자체 보다도 오히려 샤시부품과 엔진 구동계의 부품이며 그것을 공유 하는것에 의미가 있다고 볼수 있습니다. 플랫폼 공유를 한다면 해당 메이커에서는 개발 코스트 뿐 만 아니라 생산원가,보수부품의 관리 코스트 가지 매우 넓게 원가 절감을 할수 있는것이죠. 플랫폼의 장점을 밑 글이 잘 설명하고 있어서  펌글로 붙혀 봅니다.   -변모해가는 자동차 플랫폼 -                     세계 자동차회사들의 고민는 연비와 이산화탄소로 대변되는 환경 기술 개발과 더불어 획기적인 비용저감을 할 수 있는 생산기법 도입이다. 시장 다변화에 대응할 수 있는 다양한 라인업 구축이라는 큰숙제가 존재하고있다. 그래서 도입되고 있는 것이 메가 플랫폼이다. 차체와 엔진 플랫폼의 집약화로 요약된다. 다품종 소량 생산과 비용 저감이라는 모순을 해결하기 위함이다. 플랫폼이라는 용어는 아키텍처, 플로어 등 다양한 형태로 사용되고 있으나 최근에는 부품 공용화율이 60%가 넘으면 같은 플랫폼으로 본다.   1910년 포드자동차가 대량생산기법을 자동차 제조에 도입하면서 대당 생산 시간 12시간을 1시간으로 줄임으로써 자동차산업은 획기적인 발전을 할 수 있었다. 소품종 다량생산이 가능해 지면서 수익성을 확보할 수 있었다. 1980년대에는 도요다자동차가 노동자 스스로 문제를 제시하고 해결하는 유연 생산방식을 도입하였다. 소집단활동을 통해 생산현장에서 직접 품질관리를 수행하는 분권적 생산체계를 바탕으로 하는 적기 생산(J.I.T)방식으로도 유명하다. 이는 그때까지 자동차 생산 현장을 지배하던 포드방식에서 도요다방식으로 전환하는 중요한 시점이 되었다. 포드방식과 도요다방식는 생산대수에 투입되는 인원의 차이로 간단하게 설명할 수 있다. 1980년대 기준으로 그때까지 포드방식을 모방한 자동차를 생산하던 GM은 연간 500만대를 생산하는데 고용인원이 80만명에 달했다. 이에 비해 도요다방식를 개척한 도요다자동차는 400만대를 생산하는데 고작 7만명의 인원만을 투입했다. 물론 포드와 GM 등은 부품 대부분을 자체 생산하고 도요다는 270여개의 부품집단이 부품을 생산하는 체제를 구축하였다. 오늘날 세계자동차회사들은 도요다방식을 도입하고 있다. 그래서 15년동안 자동차의 판매 가격이 급등하지 않을 수 있었다. 그러나 격화되는 경쟁 상황은 자동차회사들을 그대로 두지 않고 있다. 끝없는 비용저감 압박에 시달리고 있는 것이다. 비용저감을 할 수 있는 가장 대표적인 방법으로 고안된 것이 플랫폼과 부품의 공유다. 플랫폼 하나당 모델 생산대수를 늘리고 같은 부품을 여러 모델에 사용하는 것이다. 그러나 플랫폼과 비품의 공유는 모델 별 특징이 사라지게 된다는 최대 단점있다. 그만큼 소비자들은 식상하게 된다. GM과 포드 등이 1980년대 이후 플랫폼 공유화로 비용저감이라는 문제는 해결 할 수 있었지만 브랜드별 독창성이 사라지면서 소비자들로부터 외면을 받게 된 것이 좋은 예다. 그래서 적지 않은 브랜드들이 자취를 감추었던 것이다. 그 문제가 지금 전 세계 모든 자동차들의 문제로 부상했다. 더불어 20세기 미국 자동차회사들이 겪었던 것과는 또 다른 상황이다. 지금 글로벌 자동차시장은 선진국에서 개발도상국으로 그 중심축이 이동하고 있다. 수년 내로 세계 자동차 시장의 절반 이상은 개발 도상국이 차지할 것으로 예상된다. 그러나 개발도상국이라고 해도 최대 잠재시장으로 알려진 중국과, 인도, 러시아, 남미, 아세아 지역 등의 고객들의 취향이 다르다. 때문에 그동안 선진국시장으로 개발한 모델을 일률적으로 개발 생산해 이들 나라에 공급할 수 없다.   개발 도상국은 저가차에 대한 수요도 크다. 이를 해소하기 위해서는 지금까지 이상으로 부품과 원자재의 현지화 등과 함께 양산 규모를 확대해 비용을 저감하는 것이 요구된다. 즉 완성차 회사와 부품회사 각사는 양산 규모의 확대에 의한 비용 저감과 각 지역에 맞는 상품의 다양화라고 하는 모순을 해결해야 한다. 이 문제를 동시에 해결하기 위해 지금 자동차회사들이 개발하고 있는 것이 메가 플랫폼이다. 메가 플랫폼이란 비슷한 시장급의 모델은 같은 플랫폼을 공유함으로써 채용되는 부품의 개발공정수를 줄이고 양산 규모를 확대함으로써 비용저감을 노리는 것이다. 이런 기존의 플랫폼 공유가 지금 한계에 달했다는 것이 문제의 시발점이다. 플랫폼 공용화에서는 각각의 세그먼트의 기간 차종을 우선 개발하고 그 플랫폼을 같은 세그먼트의 파생차종에 유용한다고 하는 것이 일반적이었다.그러나 시장에 따라 차체의 크기와 탑재하는 엔진이 달라지면 변형 플랫폼을 만들 수도 있다.예을 들어 중형급 한모델로 앞쪽에는 2리터 디젤 엔진을 탑재할 수 있는 소형 플랫폼을, 뒤쪽에는 넓은 공간 확보를 위해 중형 플랫폼을 사용한다. 기본적인 플랫폼이 있으면 그것을 응용해 파생 플랫폼을 만들 수 있는 것이다. 이처럼 플랫폼을 공용화하고 있는 차종에서도 실제로는 각각의 차종의 요구특성에 맞춰 변경하고 있는 경우가 적지 않고 부품의 공용화율은 기대만큼 높아지지 않는 것이 현실이다. 이런 한계를 타파하기 위해 최근 자동차회사들이 시작한 것이 향후 10년 정도의 제품 전개를 예측하고 그들의 제품군을 최저한의 플랫폼 구성요소(모듈)의 조합으로 실현한다고 하는 방법이다. 파생차종을 많이 생산으로 인한 부품 증가를 억제할 뿐 아니라 세그먼트라고 하는 벽을 넘어 모듈을 공용화함으로써 종래의 플랫폼 공유화보다 부품의 공유화율을 대폭 높일 수 있게 된다. 이러한 종래의 플랫폼 이상으로 공용화효과를 높인다고 하는 전략을 메가 플랫폼전략이라는 용어로 표현하고 있다.   대표적인 것이 폴크스바겐의 MQB 새로운 모듈 개발 방식 MQB(Modularen Querbaukasten, Modular Transverse Matrix 가로배치 엔진 전용 모듈 매트릭스)와 닛산자동차의 CMF(Common Module Family)다.폴크스바겐의 MQB와 닛산의 CMF의 사고방식은 같다. 대규모 모듈을 개발해 세그먼트를 넘은 자동차 사이에서 부품을 공유한다. 그로 인해 부품 비용이 약 20% 저감된다.   차체를 엔진과 변속기 등의 엔진 컴파트먼트, 앞 좌석에 계기판까지 포함한 콕핏, 차체 아래쪽의 앞 부분 프론트 도어 언더 바디, 뒷 부분 리어 도어 언더 바디, 그리고 전자계 부품을 조합한 전자 아키텍처가 그것이다. 이들 다섯 개의 모듈에 의해 차량을 구성한다고 하는 것이다. 닛산은 이를 4+1 Big Module Concept로 부르고 있다.   도요다도 TNGA(Toyota New Global Architecture)라고 하는 새로운 플랫폼 전략을 내 놓았다. 2014년에 출시할 차종부터 채용할 것으로 보인다. 우선 도요다 비츠에 채용될 B플랫폼, 도요다 프리우스,도요다 오리스 등에 사용되고 있는 MC플랫폼,도요다 캠리, 렉서스RX 등 D세그먼트용 K플랫폼 등 세 가지의 FF 플랫폼부터 대응한다. 이 세 종류의 플랫폼을 유용하는 모델의 합계 생산대수는 도요다의 총 생산대수 중 약 50%를 커버한다고 한다. 닛산의 CMF와 달리 세그먼트 당 플랫폼은 그대로 있으면서 같은 플랫폼을 사용하는 복수의 차종을 동시에 기획 개발하는 그루핑(Grooping)개발을 도입하는 것이 특징이다. 이에 따라 파생차종 간에 부품의 공용화율을 높여 부품 종류를 줄이고 비용도 저감한다. 개발을 효율화하고 비용을 줄이는 만큼을 지역에 따른 기호와 니즈의 차이에 관계된 부분의 개발에 투자해 상품력 제고를 노린다는 전략이다. 폴크스바겐도 지금까지 플랫폼 통합을 추구해왔다. 하지만 다른 차종에 전개하는 단계에서 예를 들면 계기판의 골격이 되는 빔을 차체에 결합하는 브라켓에서는 종류가 증가하고 말았다. 플랫폼을 설계하는 단계에서 그 뒤의 파생 차종을 고려하는 것이 충분하지 않았기 때문이다.   MQB는 독일어로 Modularen Querbaukasten, 영어로는 Modular Transverse Matrix로 가로배치 엔진 전용 모듈 매트릭스를 의미한다. 기존 세그먼트별 플랫폼에 대해 휠 베이스와 오버행, 전폭 등의 수치를 유연하게 바꾸어 주는 하나의 플랫폼(폴크스바겐은 툴 킷이라고 부른다.)에 의해 폴크스바겐 폴로부터 폴크스바겐 파사트까지 폴크스바겐 그룹 대부분의 가로배치 전륜구동모델를 커버한다고 하는 것이다. MQB는 앞으로 폴크스바겐 가로배치 전륜구동차 30 차종 이상에 채택될 예정으로 폴크스바겐 그룹의 대부분의 차종은 MQB를 사용하게 된다. MQB를 처음 적용한 것은 컨셉트카 크로스 쿠페이지만 실차에 적용된 것은 2012년 제네바모터쇼를 통해 공개된 아우디 A3가 처음이다.   앞으로는 폴크스바겐의 골프,스코다의 옥타비아,세아트의 레온 등에 차례로 전개될 예정이다. 폴크스바겐은 MQB를 도입하는 효과로 1. 부품 비용의 20% 저감, 2. 투자비용의 20% 저감, 3. 제조시간의 30% 단축 등을 들고 있다.   MQB의 특징은 부품을 가능한 공용화함으로써 수치를 고정하는 부분을 최소한으로 한 것이다.폴크스바겐는 파워트레인, 공조(HVAC)유닛, 액슬, 스티어링 시스템 등 네 가지가 북가치의 60%를 점하고 있다고 한다. 이 때문에 특히 엔진룸 내의 레이아웃을 공용화하는 것이 중요한 과제다.   이 부분을 공통으로 하기 위해 MQB에서는 휠 베이스와 앞뒤 오버행 등은 차종의 특성에 맞춰 바꾸면서도 엔진룸 격벽과 앞바퀴의 거리는 모든 차종에서 고정하였다.   또 하나는 엔진의 탑재방법의 통일이다. 기존에 폴크스바겐의 주력 가솔린 엔진인 EA111이 후방흡기, 전방배기인데 대해 디젤 엔진은 전방흡기, 후방 배기로 탑재 방법이 달랐다. 이에 대해 MQB에서는 가솔린, 디젤도 엔진을 일신해 탑재방법을 모두 전방 흡기, 후방 배기로 통일했다. 뉴 가솔린 엔진 EA111은 후방에 12도 경사지게 탑재한다. 그 결과 기존 엔진의 크랭크축보다 앞쪽의 수치가 285mm였으나 뉴 엔진에서는 235mm로 단축되었다. 차량의 앞뒤 질량배분이 향상됐을 뿐 아니라 배기 레이아웃, 드라이브 샤프트, 변속기, 시프트 기구 등의 주변 부품도 공용화되었다. EA111 엔진에는 1.0~1.6리터 배리에이션이 있고 이들을 최소 부품종류로 실현해 엔진 자체를 모듈화하고 있다. 직분 터보의 TSI엔진의 경우 실린더 블록, 실린더 헤드에 더해 터보차저와 일체화한 배기 시스템, 내구성을 향상시킨 벨트에 의한 캠구동 시스템과 올터네이터등의 보기류, 오일펌프와 일체화한 오일팬, 인터쿨러와 일체화한 흡기 시스템 등의 모듈로 구성된다. MQB은 연비 향상에도 많은 힘을 쏟고 있다. 엔진 각부의 마찰저감은 물론이고 ACT라는 기통휴지시스템 기술이 채용되었다. 이것은 4기통 엔진의 두 번째와 세 번째 실린터의 캠 로브를 캠새프트의 축방향으로 이동할 수 있도록 해 저부하시에는 캠 로프를 6mm 엇갈리게 함으로써 밸브를 휴지시킨다고 하는 것이다. 이로 인해 저속역에서는 약 20%의 연비가 향상된다. 1.4리터 엔진 탑재차종을 설정하였다.   경량화도 고려하였다. 기존 1.4리터 엔진은 주철블록을 채용했으나 뉴 엔진은 이것을 A1(알루미늄)합금 다이캐스트로 치환하는 등에 의해 무게가 22kg이나 줄었다. 마찬가지로 차체에서도 소재기술의 혁신에 의해 경량화를 이루었다. 핫 프레스에 의한 초고장력 강판을 사이드실과 센터 터널에 채용하는 외 프론트 사이드 멤버 등에 고장력 강판을 사용하였다.   가장 눈길을 끄는 것은 리어 시트 아래의 크로스멤버. 부위에 따라 두께를 5단계로 변화시킨 재료를 핫스탬프로 해 사용하고 있다. 이정도로 복잡한 재료를 이정도의 대형 부품에 사용한 예는 거의 없다. 이런 경량화 노력에 의해 언더 보디를 종래보다 18kg 가볍게 했다고 한다. 이 외 섀시 부품에서 6kg, 에어컨유닛과 인스트루먼트 패널 빔, 시트 구조재 등의 경량화로 11kg를 줄여 차량 전체로는 40~60kg의 경량화를 이루었다고 한다.   MQB를 처음 채용한 아우디 A3에서는 이들에 더해 프론트 후드, 프론트 펜더를 A1합금화하는 효과도 있어 최대 80kg 경량화됐다. 2012년 9월 파리모터쇼에서 공개할 폴크스바겐 뉴 골프도 최대 60kg 경량화한다고 한다. 폴크스바겐이나 닛산과 마찬가지로 세그먼트를 넘는 차체와 엔진을 공용화한 것이 마즈다다. 하지만 마즈다의 생각은 앞의 두 회사와는 다르다. 마즈다가 중시한 것은 설계 사상의 공용화다. 부품의 공용화를 그다지 중시하지 않는 것이 특징이다.   마즈다의 스카이액티브(SkyActive)는 엔진, 변속기, 차체, 섀시 등 차량을 구성하는 기술의 모든 것을 쇄신하는 것으로 연비를 약 30% 향상시킴과 동시에 주행성능과 쾌적성도 크게 향상시킨다는 목표로 하고 있다. 2011년에 페이스리프트한 마즈다 데미오부터 우선 가솔린 엔진을 탑재하고 있다.   단기간에 이 기술을 전차정에 전개하고 합리적인 가격으로 실현하려면 모노 쯔꾸리(물건 만들기)의 사상에도 혁신이 필요했다고 마즈다는 밝혔다. 그것이 마즈다가 추진하는 마즈다 모노쯔꾸리 혁신으로 실현 키워드로 된 것이 일괄 기획과 Common Architecture이다. 일괄 기획이라는 닛산의 CMF와 폴크스바겐의 MQB와 마찬가지로 앞으로 5~10년 사이에 출시할 전 제품을 통합해 기획하는 것을 말한다. 각 차종의 어디를 고정요소로 해 공용화하고 어디를 변동여소로 해 개성을 표현할 것인가를 명확히 한 표준구조와 표준공정을 만들어 내는 것이 목표다.   이 표준 구조가 바로 Common Architecture이다. 보기을 들어 차체 구조라면 기존에는 세그먼트와 차종(세단과 미니밴, SUV 등)이 다르면 기본 골격이 달랐다. 이에 대해 스카이액티브에서는 Common Architecture의 사상에 근거해 언더보디의 기본 골격은 공용화한다. 골격을 공용화하는 것뿐만 아니라 언더보디의 부품 구성, 기본적인 단면 형상, 접합구조 등도 고정요소로 해 공용화하고 같은 생산라인에서 다른 차종을 높은 효율로 혼류 생산 할 수 있게 하였다. <자료참조semper fi >