현대자동차그룹이 전기차 전용 플랫폼을 완성해 2일 공개했다. 다양한 세그먼트의 전기차를 생산하는 기본 뼈대가 완성돼, 본격 전기차 시대를 여는 신호탄으로 해석할 수 있다.
현대차는 이날 공개된 E-GMP(Electric-Global Modular Platform)를 두고 “세계 최고 수준의 전기차 개발의 발판”이라며 "수소전기차에 이어 순수 전기차 분야에서도 선도 업체로서 위상을 다지게 됐다"고 의미를 부여했다.
모듈화, 표준화 기반으로 설계된 현대차그룹의 전기차 전용 플랫폼(E-GMP)은 초고속 충전기를 쓸 경우 18분만에 80%의 충전이 가능하고, 1회 완충시 500km 이상의 거리를 달릴 수 있다. 고성능과 고속 충전, 장거리 항속의 요건을 모두 갖춘 플랫폼으로 고성능 전기차 모델의 기반이 마련됐음을 의미한다.
현대자동차그룹은 2일, ‘E-GMP 디지털 디스커버리’라는 제목의 온라인 영상 설명회를 열고 전기차 전용 플랫폼 E-GMP를 공개했다. 이날 행사는 현대차의 유튜브 채널과 스마트 TV 기반 글로벌 콘텐츠 플랫폼 ‘채널 현대’를 통해 전 세계에 중계됐다.
E-GMP를 기반으로 전기차가 본격 생산되는 원년은 내년이다. 현대차그룹은 2021년부터 순차적으로 현대차 ‘아이오닉5’와 기아차 ‘CV’(프로젝트명)를 출시한다.
현대차그룹 알버트 비어만(Albert Biermann) 연구개발본부장은 “현대차그룹이 앞서 선보였던 전기차들은 뛰어난 효율로 고객들의 많은 주목을 받아왔다”며 “세계 최고 수준의 전기차 전용 플랫폼 E-GMP를 통해 기존의 우수한 효율성에 더해 다이내믹한 주행성능을 필요로 하는 새로운 차급까지 그 기술 리더십을 더욱 확장할 것” 이라고 밝혔다.
E-GMP는 내연기관 자동차의 플랫폼을 활용한 기존의 전기차와 달리 전기차만을 위한 최적화 구조로 설계돼 1회 충전으로 국내 기준 500km 이상 주행할 수 있으며, 800V 충전 시스템을 갖춰 초고속 급속충전기 이용시 18분 이내 80% 충전이 가능하다. 5분 충전으로 100km를 주행할 수 있는 전기차의 시대가 열리는 셈이다.
또 내연기관 플랫폼과 달리 바닥을 편평하게 만들 수 있고 엔진과 변속기, 연료탱크 등이 차지했던 공간이 크게 줄어들어 실내 공간의 활용성을 혁신적으로 높이는 것은 물론, 지금까지 구조적인 한계로 불가능했던 새로운 자동차 실내외 디자인이 가능하다.
특히 E-GMP는 모듈화 및 표준화된 통합 플랫폼이어서 단기간에 전기차 라인업을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 제조상의 복잡도가 줄어들어 생산효율을 높일 수 있다.
더불어 조만간 현실화할 자율주행, 고성능 EV, V2G(Vehicle to Grid, 차량 내부에 남아있는 전력을 다시 외부의 전력망으로 전송해 사용하는 개념) 등 다양한 활용성까지 가능하도록 설계됐다.
현대차그룹은 향후 E-GMP를 기반으로 개발되는 차세대 전용 전기차에 신규 PE 시스템(Power Electric System, 전기차 구동을 위한 모터, 감속기와 모터를 제어하는 인버터, 에너지를 담고있는 배터리로 구성된 구동시스템), 다양한 글로벌 충전 인프라를 고려한 세계 최초의 400V/800V 멀티 급속충전 기술, 차량 외부로도 자유롭게 전기를 공급할 수 있는 V2L(Vehicle to Load) 기능 등을 추가로 적용해 보다 진화된 전동화 모빌리티 고객경험을 제공한다는 계획이다.
모듈화와 표준화 개념을 도입한 E-GMP는 제품 기획단계부터 복잡성을 줄이면서도 하나의 플랫폼으로 차종과 차급의 경계를 넘어 유연한 제품개발이 가능하도록 설계돼 세단, CUV, SUV부터 고성능, 고효율 모델까지 고객이 원하는 다양한 차량을 신속하게 선보일 수 있다. 고성능 모델은 0→100km/h 도달시간 3.5초 미만, 최고 속도 260km/h의 구현이 가능하다.
또한 기존 내연기관 차량에서 큰 부분을 차지하던 엔진이 사라진 공간에 상대적으로 가벼워진 구동 모터를 배치하고, 배터리를 하단에 낮게 위치시킴으로써 저중심 설계와 이상적인 전후 중량배분으로 뛰어난 선회 성능과 안정적인 고속주행이 가능하다.
E-GMP는 고속화 모터를 탑재해 구동성능을 대폭 끌어올렸으며, 중대형 차량들에 주로 적용했던 후륜 5 링크 서스펜션과 세계 최초로 양산 적용되는 기능 통합형 드라이브 액슬(IDA, Integrated Drive Axle)로 승차감과 핸들링 성능 역시 크게 향상시켰다.
E-GMP에는 차세대 전기차를 위해 새롭게 개발된 모터와 감속기, 전력변환을 위한 인버터와 배터리 등의 신규 PE 시스템이 탑재된다.
E-GMP의 PE 시스템은 넓은 공간 확보와 중량 절감을 위해 크기와 무게를 줄였고 부품간 에너지 전달 손실을 낮춰 성능과 효율을 최대치로 끌어올렸으며, 800V 고전압 시스템으로 충전 시간을 대폭 단축했다.
구동에 필요한 모터, 동력을 차량에 필요한 토크와 속도로 변환해 전달하는 감속기, 그리고 전력을 변환해 모터의 토크를 제어하는 인버터를 일체화했다. 또한 모터의 최고 속도를 기존 대비 30~70% 높이고, 감속비를 33% 높여 모터 사이즈를 줄이고 경량화를 통한 효율 개선까지 실현했다.
후륜 모터시스템의 인버터 파워모듈에는 기존의 실리콘(Si) 전력반도체 대비 성능이 뛰어난 실리콘 카바이드(SiC) 전력반도체를 적용해 효율은 2~3%, 주행거리는 5% 내외로 향상시킴으로써 동일한 양의 배터리로 더 장거리를 주행할 수 있다.
E-GMP는 후륜 구동 2WD 방식이 기본이며 트림에 따라 전륜 모터를 추가해 4WD 구동 방식을 선택할 수 있다. 여기에 전기차 최초로 모터와 구동축을 주행상황에 따라 분리하거나 연결할 수 있는 ‘감속기 디스커넥터(EV Transmission Disconnector; 동력 분리장치)’를 탑재해 2WD와 4WD 구동 방식을 자유롭게 전환함으로써 불필요한 동력손실을 최소화하고 효율적인 운전을 할 수 있도록 돕는다.
E-GMP는 충전 시간을 단축하기 위한 800V 고전압 충전 시스템과 다양한 충전 인프라를 이용할 수 있도록 400V/800V 멀티 급속충전 시스템이 적용됐다. 아직까지 국내외 대다수 급속 충전 인프라는 400V 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 50~150kW급 충전기가 대부분이나 최근에는 빠른 충전을 위해 800V 고전압 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 350kW급 초고속 충전 인프라가 설치되고 있는 추세다.
현대차그룹은 이러한 추세에 맞춰 국내의 경우 한국도로공사와 ‘친환경차 충전 인프라 구축 협약’을 맺고 전국 12개 고속도로 휴게소에 350kW급 충전기를 설치하는 등 초고속 충전기 인프라를 빠르게 확보해 나갈 계획이다. E-GMP는 이러한 흐름에 맞추어 800V 고전압 충전 시스템을 기본으로 적용했다. 초고속 충전기로 충전 시 18분 내 80% 충전이 가능하며, 1회 완충으로 500km 이상 주행이 가능하다. 또한, 5분의 충전만으로도 약 100km 정도를 주행할 수 있다.
기존 800V 고전압 충전 시스템 전기차는 시장 보급률이 높은 400V 충전 시스템 급속충전 인프라를 사용하기 위해 별도의 부품이 필요했지만, E-GMP는 이런 단점을 보완해 별도의 부품 없이 초고속 충전기와 기존 급속충전기를 모두 이용할 수 있는 멀티 급속충전 시스템을 탑재했다.
현대차그룹은 2025년까지 계획된 전동화 모델 44개 차종 중에서 전용 전기차 11종을 포함해 전기차가 23개 차종으로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 글로벌 시장에 연간 100만 대를 판매해 명실상부한 전기차 글로벌 최선두 업체로 도약한다는 방침이다.
현대차는 내년부터 2024년까지 준중형 CUV, 중형 세단, 대형 SUV 등 3종의 전용 전기차 라인업을 우선적으로 선보일 계획이다.
기아차 역시 2025년까지 전기차 판매 비중을 20%까지 확대하겠다는 계획을 세우고 2027년까지 CV와 고성능 모델을 비롯해 순차적으로 7종의 전기차 모델을 출시할 예정이다. /100c@osen.co.kr
