프레임 바디 VS 모노코크 바디, SUV의 대세는 무엇일까?

[오토트리뷴=김준하 기자] 최근 출시된 이래 연일 화제의 중심인 현대 팰리세이드는 경쟁 모델인 기아 모하비나 쌍용 G4 렉스턴과 다른 차체 구조를 택해 그 배경에 관심이 몰리고 있다. SUV는 프레임 바디 구조를 적용하는 것이 정통이라는 시각도 있지만, 최근 출시되는 대부분의 SUV 모델들은 흔히 모노코크 바디로 불리는 구조를 적용한다. 두 가지 구조가 각기 어떤 장단점을 가지고 있는지 비교했다.



바디 온 프레임(Body-on-frame)

초기 자동차나 트럭을 제작할 때부터 사용했던 바디 온 프레임 구조는 간단히 말해 프레임(뼈대) 위에 차체(바디)가 올라간 형태라 할 수 있다. 프레임은 고강도 철강으로 만든 두 개의 긴 레일 사이를 철제로 된 크로스 멤버가 연결하는 형태다. 사다리를 연상시키는 모양으로 인해 레더 타입 프레임(ladder-type frame)이라고도 하고 국내에서는 흔히 프레임 바디라 불린다.



바디 온 프레임 구조의 차량은 차체 하부를 단단한 프레임이 지지하고 있기 때문에 견인 및 운반 능력이 뛰어나다. 특히 차체 하부가 튼튼한 특성으로 인해 강이나 산악지형, 고르지 못한 지형을 주행하는 오프로드 차량들에 주로 적용돼 왔다. 프레임 위에 엔진과 변속기를 올리기 때문에 차체와 프레임 사이에 흡차음재 보강을 하거나 소음과 진동을 줄이는 설계를 도입하기에도 유리하다. 프레임은 충격을 흡수하는 역할을 해 전방 및 후방 충돌 시의 충격에도 강하다.



여러 가지 장점이 있는 반면, 프레임 장착으로 인해 차체 중량이 무거워져 연료 효율성이 떨어지는 단점도 존재하다. 공도 주행을 할 때 상대적으로 승차감이 떨어지는 것 역시 바디 온 프레임 차량의 한계로 지적된다. 제작 단가가 높고 생산 절차가 상대적으로 복잡하다는 점도 제조사 입장에서는 불리한 부분이다.

   


지프 랭글러나 토요타 4러너와 같이 정통 오프로더로 손꼽히는 SUV 모델들은 대부분 이 구조를 채택한다. 포드 F-150이나 쉐보레 실버라도와 같은 대형 픽업트럭들에도 전통적으로 사용돼오고 있다. 국산 모델 가운데는 대형 SUV인 기아 모하비나 쌍용 G4 렉스턴, 픽업트럭인 렉스턴 스포츠가 대표적인 바디 온 프레임 차량이다.



유니바디(Unibody)

차체와 프레임을 분리하지 않고 일체형으로 구성돼 일반적으로 모노코크라고도 불리지만, 최신 모델들은 모노코크와 프레임 구조의 장점을 모은 유니바디 구조라 부르는 것이 보다 정확하다. 모노코크는 뼈대 없이 용접으로 붙인 외피가 전체를 지지하는 구조를 뜻하는 반면, 유니바디는 차체 바닥과 기둥 필러 등에 프레임 구조를 적용해 강성을 높이기 때문이다.



유니바디 구조는 강철과 같이 무거운 재질만이 아니라 알루미늄이나 카본 파이버와 같은 경량 소재를 필요 부위에 적용해 차체 강성을 높이면서 무게를 줄일 수 있다. 외부 충격을 흡수해야 하는 곳은 강도가 낮은 소재를 사용하고, 탑승 공간은 고강도 소재를 사용해 보호하는 등 기능에 따라 달리 적용한다. 각기 다른 소재를 사용하기 때문에 용접, 리벳 외에도 구조용 접착제 등을 사용해 연결한다.



유니바디는 경량화로 인해 연료 효율성이 좋고, 안전과 성능에 있어서도 유리한 것으로 평가받는다. 바디 온 프레임 구조에 비해 차체 강성이 약하다는 평가가 있지만 기술 발전에 따라 그러한 선입견도 점차 사라지는 추세다. 측면 충돌이나 차량 전복 시의 안정성은 바디 온 프레임 구조에 비해 뛰어나다. 미국 생물정보센터(National Center for Biotechnology Information)에서 수행한 연구에 따르면 컴팩트 SUV의 경우 유니바디 구조를 채택한 모델이 바디 온 프레임 방식 모델보다 탑승자 사망률이 적다는 결과가 나온 바 있다.

   


최근 들어 컴퓨터 기반 설계와 엔지니어링 기술, 첨단 소재의 발전에 따라 유니바디를 사용하는 비중이 점차 늘어난다. 국내 생산되는 소형부터 중형에 이르는 대부분의 SUV들은 유니바디 구조를 사용하고 있고,대형 SUV인 팰리세이드도 동일한 구조를 적용한다. 전통적으로 바디 온 프레임 방식을 사용해 온 모델들도 유니바디 구조로 변화하는 추세다.



SUV, 이제는 유니바디가 대세

소형 및 중형 SUV 위주로 사용된 유니바디는 대형 SUV와 픽업트럭 시장에 이르기까지 사용성이 확장되고 있다. 대형 SUV 시장의 인기 차종인 포드 익스플로러나 랜드로버 디스커버리는 5세대 모델부터 바디 온 프레임 구조에서 유니바디 구조로 바뀌었다. 강력한 오프로드 성능으로 인해 군용차로도 널리 알려진 랜드로버 디펜더도 신형 모델부터 유니바디 구조를 적용할 예정이다.



픽업트럭 시장에서도 유니바디 구조의 채택이 점차 늘어날 전망이다. 2017년 북미 올해의 트럭에 선정된 혼다 리지라인은 트럭이라면 바디 온 프레임 구조가 정석이라는 선입견을 탈피한 대표적인 모델이다. 현대 기아차가 선보일 픽업트럭 역시 유니바디 구조를 적용하게 되고, 픽업트럭과 SUV의 강자인 포드도 개발 중인 소형 픽업트럭에 유니바디를 채택할 것으로 밝혀졌다.


SUV의 인기가 가속화되고, 라인업이 다양화됨에 따라 승용 모델에서 SUV로의 수요 이동이 점차 늘고 있다. 편안한 승차감과 높은 연비, 바디 온 프레임 방식 대비 저렴한 차량 가격과 강화된 차체 강성으로 인해 유니바디 구조를 적용한 모델들이 SUV 시장에서, 더 나아가 픽업트럭 시장에서도 대세로 자리 잡을 것으로 예상된다.


kjh@autotribune.co.kr



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