모노코크 구조와 바디온 프레임

 

모노코크 구조와 바디온 프레임 구조는 자동차 설계에서 두 가지 주요한 차체 구조 방식이다. 전기차에서는 모노코크 구조가 주로 사용되므로 오늘은 이 구조에 대해서 알아보자

모노코크 구조 (Monocoque)

 

 모노코크 구조는 프레임과 차체가 일체형으로 설계된 구조다. "모노코크"는 프랑스어로 "단일 껍질"이라는 뜻으로, 차체 전체가 하나의 구조물로 작동하여 하중을 분산시킨다. 이러한 모노코크 구조는 많은 장점을 가지는데 특히 경량화 구조가 단순하고 통합되어 있어 무게가 가볍고 강성이 높아 전체 차체가 하나의 구조로 작동하여 비틀림 강성이 높다, 심지어 바디온에 비해 안전성이 높고 충돌 시 에너지를 효율적으로 분산시켜 승객을 보호 성능이 뛰어나다 심지어 공간 내부 공간을 효율적으로 사용할 수 있어 승객 공간이 넓다

 

 하지만 이러한 구조는 수리성이 떨어져 사고 시 차체 수리가 어렵고 찍어내는 방식이기에 초기 생산 설비 투자 비용이 높다 다만 대부분의 현대 승용차와 전기차에 적용되고 있는데 (예:  현대 아이오닉 5, 기아 EV6)  양산시 가격이 낮다.

바디온 프레임 구조 (Body-on-Frame)

 

 바디온 프레임 구조는 차체와 프레임이 별도로 제작되어 프레임 위에 차체를 올리는 방식입니다. 전통적인 방식으로 주로 트럭과 SUV에 사용된다 장점으로는 견고한 프레임 덕분에 무거운 하중을 견딜 수 있고 차체와 프레임이 분리되어 있어 수리가 비교적 쉽고 오프로드 성능이 뛰어나다는 것인데 사실대로 말하면 차이가 심하냐 물어보면 솔직히 사고가 나면 사람 죽은 건 차이가 없기에 솔직히 그냥 버스나 트럭의 제작방식 정도로 이해하자

 

 하지만 단점이 꽤나 심각한데 프레임과 차체가 별도로 존재하여 무게가 무거움, 무거운 무게로 인해 연비가 낮다, 심지어 내부 공간 활용이 비효율이라는 단점이 있기에 양산차량에서 보다는 주로 대형 SUV와 트럭 (예: 포드 F-150, 도요타 랜드크루저)에서 활용된다.

전기차에서 모노코크 구조가 사용되는 이유

 그렇다면 전기차에서는 어떤 구조를 쓸까? 전기차는 배터리가 무겁기 때문에 전체 차량의 무게를 줄이는 것이 중요하며, 모노코크 구조는 바디온 프레임 구조보다 가벼워 전기차의 주행 거리 향상에 기여하고, 비틀림 강성이 높아 전기차의 주행 안정성과 충돌 안전성을 높이며. 이는 배터리 보호에도 중요한 역할을 한다. 심지어 전기차는 배터리와 모터 등의 부품을 배치하기 위한 공간이 필요한데, 모노코크 구조는 내부 공간 활용이 효율적이어서 배터리 배치에 유리하다. 그리고 대량 생산 시 모노코크 구조는 제조 비용을 절감할 수 있습니다. 이는 전기차 제조사들이 경쟁력 있는 가격을 제공하는 데 도움이 됩니다. 나중에는 모노코크 구조는 설계의 유연성이 높아 다양한 디자인을 구현할 수 있다. 이는 전기차의 외관 디자인과 공기역학적 효율성을 높이는 데 도움이 된다.