와이어링 하네스

와이어링 하네스(wiring harness)

와이어링 하네스(wiring harness)는 자동차의 신경망 역할을 하는 배선뭉치를 말한다. 전선을 묶고 연결하고 정리하는 작업은 수작업으로 이뤄지며 전기차, 자율주행차 등 센서가 많아지면서 와이어링 하니스도 점점 더 복잡해지고 있다.

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상세

와이어링 하네스는 차량 내에 장착된 전자장치 등을 연결하는 배선뭉치로, 부품에 전원을 공급하고 전기신호를 제어·연산장치에 전달하는 역할을 해 인체의 신경망에 비유된다. 차량 1대에는 약 1,500~2,000개의 전선이 필요한데, 와이어링 하니스는 이 전선들을 종류, 역할 등에 따라 구분해 묶고 연결하고 정리하는 작업이다. 차체를 조립하기 전에 필요한 위치에 와이어링 하니스를 펼쳐 놓은 후 배터리 등과 연결한다. 차량별로 필요한 전선의 길이 등이 다르고 이러한 전선을 정리하는 것은 기계가 하기 어려워 와이어링 하니스는 수작업을 통해 자동차 모델마다 맞춤형으로 제작된다. 최근에는 전기차, 자율주행차 등을 실현하기 위해 많은 센서가 필요한 만큼 와이어링 하니스도 점점 더 복잡해지고 있다. 이 때문에 중국이나 동남아시아, 우크라이나 등 인건비가 상대적으로 낮은 국가에서 생산되고 있다. 한편, 완성차 업체들은 와이어링 하니스가 저렴하고 부피가 크기 때문에 많은 양을 확보해 놓지 않고 필요할 때마다 주문해 사용하는데, 국제적 상황에 따라 수급이 불안정해질 경우 조달이 어려워 피해를 입기도 한다. 실제로 2022년 초에는 중국 정부가 코로나19 확산을 방지하기 위해 봉쇄 정책을 펼치고, 러시아의 침공으로 우크라이나 공장 상당수가 가동을 멈추면서 와이어링 하니스 공급 차질이 발생한 바 있다.

종류

• 메인 하네스 : 운전자와 자동차를 이어주는 1차 매개체로서 차량 내 대부분의 기계장치를 직간접적으로 컨트롤할 수 있도록 한다.
• 프런트 하네스 : 엔진들의 주요 공급 전원 및 신호를 대시판넬을 통과하여 실내외를 이어주며, 엔진룸 내 주요 장치 구동에 필요한 하네스 장치다.
• 컨트롤 하네스 : 엔진 구동에 직접적으로 필요한 각종 장치 및 세션류에 전원 및 신호를 공급하는 하네스 장치다.
• 플로어 하네스 : 차량 구동시스템을 제외한 실내 전반의 편의장치 및 안전장치로, 전원과 신호를 공급하는 하네스 시스템이다.
• 루프 하네스 : 차량 실내 전반의 편의장치 및 안전장치로, 전원과 신호를 공급하는 하네스 시스템이다.
• 도어 하네스 : 플로어 하네스와 체결되어 전원 및 신호를 공급받아 도어모듈 내 편의장치를 작동시키는 하네스 시스템이다.
• 트렁크 리드 하네스 : 트렁크 리드에 위치하는 유닛의 전원공급 및 신호를 전달하며 트렁크 언락 액추에이터, 라이센스 램프 등과 같은 시스템을 연결한다.
• FPAS 하네스 : 전방주차 및 조향 보조장치로 전원 및 신호를 전달하는 하네스이다.
• RPAS 하네스 : 후방주차 및 조향 보조장치로, 전원과 신호를 전달하는 하네스이다.
• 배터리 하네스 : 배터리 및 제너레이터에서 발생하는 주 전원을 전원분배 시스템으로 공급하는 하네스 시스템이다.

활용

전기차 경량화

자동차 중량은 연비 효율을 결정하는 핵심 요소로 전기차 전환과 함께 경량화는 매우 중요한 과제이다. 한국자동차연구원(Korea Automotive Technology Institute)의 보고서에 따르면, 전기차의 무게가 1% 감소되면, 주행거리가 0.53% 증가된다. 내연기관차에 비해 적은 수의 부품 수가 들어감에도 불구하고, 큰 배터리가 탑재된 전기차는 무게와의 전쟁에서 자유롭지 못하다. 기존의 구리 와이어링 하네스의 무게는 50~70㎏이며, 엔진 및 섀시에 이어 세 번째로 무거운 요소로 알려져 있다. 일반적으로 차량의 기능 수가 증가함에 따라 필요한 와이어링 하네스의 수가 증가하며, 전기차는 내연기관 차량보다 약 30% 더 많은 와이어링 하네스가 필요하다. 전기차에서 와이어링 하네스의 감량은 매우 중요한 경쟁력이다. 관련 기업들은 기존의 구리를 알루미늄, 구리 피복 알루미늄 또는 구리 피복 강철로 대체해 무게 감량에 힘쓰고 있다. 포드(Ford) 관계자는 “알루미늄은 비용 효율적이며 구리보다 최대 48%의 무게 감소 효과가 있다”라고 언급했다. 스미토모전기공업(Sumitomo Electric Industries)은 기존의 저전압용 구리선을 고강도 알루미늄 와이어링 하네스로 대체 개발했다. 글로벌 시장조사 기업 트랜스패런시마켓리서치(Transparency Market Research)에 따르면, 일부 와이어링 하네스 제조 기업들은 알루미늄 합금을 와이어링 하네스의 도체 재료로 사용해 중량을 대략 15~20% 감소시켰다.

전기차로의 전환이 빠르게 진행되면서 전기차용 와이어링 하네스 시장은 급성장할 것으로 전망된다. 국제자동차제조업체기구(OICA)는 보고서를 통해 전기차로의 전환이 와이어링 하네스 시장 성장의 주요 동력이라고 언급했다. 전기차는 내연기관차에 비해 전자 장치, 센서, 통신장치, ABS, 텔레매틱스 장치 등의 전자 구성 요소와 데이터 전송 와이어의 수가 증가해, 차량 내에서 필요한 와이어링 하네스의 수도 증가하게 된다. 전기차용 와이어링 하네스의 재료는 크게 구리, 알루미늄 등의 금속과 플라스틱 및 유리 광섬유 소재로 나뉜다. 2021년 전기차용 와이어링 하네스는 금속 소재 채택(95.6%)이 큰 비중을 차지했다. 자동차용 와이어링 하네스 제조에는 알루미늄 케이블이 일부 용도로 사용되고는 있지만, 구리가 일반적으로 사용된다. 구리는 알루미늄보다 가격 변동성이 높지만, 전기 저항이 낮고, 전도성이 뛰어나며, 인장 강도가 높고, 데이터 전송 속도가 빠르다. 또한, 구리는 알루미늄보다 온도 제한이 높기 때문에 고온 환경에서 더 안정적으로 작동할 수 있다는 장점이 있다. 아직 시장의 초기 단계인 광섬유 와이어링 하네스는 금속 기반 와이어링 하네스보다 빠른 데이터 전송 속도와 높은 대역폭을 제공한다. 또한 광섬유 와이어링 하네스는 낮은 신호 감쇠 특성을 가지고 있어서 더 멀리까지 신호를 전달할 수 있고, 신호의 품질이 유지된다. 전기적 외부 잡음에 대한 내성 또한 뛰어나 신소재로 채택이 늘며 빠르게 성장할 것으로 보인다.

참고자료

• 〈와이어링 하니스〉, 《네이버 시사상식사전》
• ruffino, 〈와이어링 하네스란?〉, 《네이버 블로그》, 2020-02-05
• 이동현 기자, 〈‘와이어링 하니스’가 뭐길래… 현대차그룹 약 6000억 손실날듯〉, 《중앙일보》, 2020-02-05
• 안태호 기자, 〈(뉴스AS) ‘이 부품’ 하나가 없어서…세계 자동차 생산이 멈췄다〉, 《한겨레》, 2022-03-31
• 양태훈 기자, 〈위기 맞은 와이어링 하네스 업계, 올해 실적도 먹구름〉, 《더일렉》, 2022-03-31
• 디트로이트무역관 송소영, 〈미국 와이어링하네스 시장동향〉, 《코트라 해외시장뉴스》, 2023-07-04

같이 보기

• 하네스
• 전기자동차

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