현대자동차그룹이 급변하는 기후변화와 미래 시장 대응을 위해 새로운 전기차 전용 플랫폼인 E-GMP(Electric-Global Modular Platform)를 공개했다. E-GMP는 기존 자동차 플랫폼과는 전혀 다른 방식의 내장 구조를 채택해 배터리의 안정적 구동을 통한 에너지 효율성을 높이고 탑승객의 편의성을 보장하도록 설계됐다. 본 지에서는 현대자동차그룹의 새로운 플랫폼을 소개한다.

새로운 라이프 스타일 대응 전략 구축

(사진. 현대자동차그룹)

현대자동차그룹(이하 현대차)이 전기차 전용 플랫폼 E-GMP(Electric-Global Modular Platform)를 공개했다. 현대차는 지난 12월 2일(수) ‘E-GMP 디지털 디스커버리’를 열고 차세대 전기차 전용 플랫폼의 기술적인 특장점과 새로운 고속화 모터 및 배터리 시스템 등을 선보였다. 

인사말을 맡은 현대차 파예즈 압둘 라만(Fayez Abdul Rahman) 전무는 “글로벌 기후변화와 과거와는 다른 미래 시장의 요구에 대응하기 위해 전동화와 디지털화를 중심으로 한 패러다임의 전환기를 맡고 있다”라며 “당사가 공개하는 E-GMP는 새로운 라이프 스타일에 대응하는 모델로 기술적 이정표이자 새로운 수준의 전기차 주행 성능을 보여줄 것”이라고 전했다.

현대자동차그륩 파예즈 압둘 라만(Fayez Abdul Rahman) 전무(사진. 현대자동차그룹 유투브 갈무리)

한편, 현대차가 공개한 E-GMP는 배터리의 모듈화 개념을 도입해 상품성을 반영한 제품 구현하고 전기차의 고유 성능을 극대화하며 돌발사고에도 탐승객을 안전하게 보호하고 모빌리티 사용성을 일상으로 확장할 수 있도록 개발됐다.

공간성 확보로 배터리 안전성 강화

현대차의 E-GMP는 기존 내연기관 차량의 엔진이 사라진 공간에 구동모터를 하향 배치하고 배터리 차체하단에 낮게 위치시켜 자동차의 중량을 일정하게 배분했고 저중심 설계를 통해 높은 선회성능과 고속 주행이 가능하도록 제작됐다. 아울러 AWD(All-Wheel Drive) 방식의 구동이 가능하고 탑승객에 따라 후륜 2WD 방식의 채택도 가능하도록 설계됐으며 중대형 차량에 적용되던 후륜 5리크 서스팬션과 기능 통합형 드라이브 액슬을 적용해 승차감을 개선했다.

E-GMP 발표를 맡은 현대차 고영은 상무는 “플랫폼을 개발할 때 배터리를 보호하는 차체와 섀시 구조에 관한 안전성과 신뢰성에 많은 고민이 있었다”라며 “승객보호와 안전성 확보를 목표로 최적의 플랫폼 구조를 개발하기 위해 노력했다”라고 전했다.

이번 플랫폼의 구조를 살펴보면, 현대차가 화재 및 파손으로 인해 붉어졌던 논란을 잠재우기 위해 배터리의 안전성을 최우선적으로 고려했다는 사실을 알 수 있다.

현대자동차그륩 고영은 상무(사진. 현대자동차그룹 유투브 갈무리)

차량의 백빔부터 서브프레임 리어마운팅까지의 에너지 흡수구간은 차체와 섀시 등 구조물의 변형을 유도해 충격을 완화하고 서브프레임 리어마운팅부터 대시보드 구간은 PE모듈과 섀시계의 고전압 배터리 타격을 최소화하기 위한 회피 구조를 적용했다. 아울러 고전압 배터리의 보호구간은 초고장력강을 적용, 외부 충격으로 인한 배터리 손실을 줄이도록 설계됐다.

고영은 상무는 “전기차의 핵심 부품인 배터리의 탑재 공간을 안정적으로 확보하고 돌발 충돌 방지를 위해 배터리 전방과 주변부에 핫스탬빙 부재를 적극적으로 적용했으며 차체 사이드실 내부에는 알루미늄 압출제를 적용해 안전성을 높였다”라며 “또한 배터리 케이스의 중앙부도 차체에 견고하게 연결해 외부에서 발생할 수 있는 충돌 에너지를 효과적으로 흡수할 수 있도록 설계했다”라고 설명했다.

E-GMP 전용 PE 시스템 도입

현대차는 E-GMP의 에너지 효율성 향상과 경량화를 위해 새로운 PE 시스템을 적극 채용함으로서 차량의 전면적인 개편을 실시했다. PE 시스템은 Power Electric System의 약자로 기존 내연기관의 엔진을 포함한 파워트레인 시스템을 대체하는 구동 시스템을 일컫는다. 이 시스템은 전기차의 핵심 부품인 모터, 감속기, 인버터, 배터리 등이 탑재됐는데 현대차는 이러한 시스템을 통해 에너지 효율을 극대화하는 데 성공했다.

PE 시스템 발표를 맡은 정진환 상무는 “PE 시스템은 콤팩트한 설계, 에너지 효율 극대화, 충전 스트레스 최소화, 모빌리티 서비스 확대 등의 핵심 가치를 두고 개발한 장비”라며 “E-GMP에 적용되는 전용 시스템으로서 현대차가 출시하는 전기차 모델에 탑재될 예정”이라고 언급했다.

PE 시스템은 모터와 감속기, 인버터를 일체화시켜 모터 최고 속도를 기존 대비 최대 70%까지 높이고 감속비를 33% 증가시켜 동력 성능과 토크밀도를 크게 향상시켰으며 차량의 내부 공간을 확보했다. 아울러, E-GMP로 개발되는 모든 차량은 앞서 언급한 표준화된 배터리가 적용되는 데 이 배터리 모듈은 파우치 타입의 표준셀로 구성돼 차량에 필요한 배어링 용량에 맞춰 팩 구성이 가능하도록 설계됐다. 

정진환 상무는 “전기차 핵심 부품인 배터리의 효율을 개선하기 위한 작업으로 당사는 배터리를 표준화시켜 모델에 맞는 배터리 팩을 탑재할 수 있도록 설계했다”라며 “이러한 전기차의 내부 구성으로 기존 당사 전기차 배터리 모듈 대비 부품 종류를 40%, 총 부품 수를 60% 절감했고 열 전달 경로도 최적화시켜 18분 이내의 급속충전을 완료하고 차종에 따라 1회 충전 시 500㎞의 주행이 가능하도록 구현했다”라고 설명했다.

현대차는 전기차에 구성되는 모터의 효율도 개선했다. 현대차는 내부 구동시스템 개선을 위해 헤어핀 권선기술과 유냉방식의 냉각 방식을 채택해 코일 정적율을 향상시키고 연비 손실을 최소화하는 데 성공했다.

현대자동차그륩 정진환 상무(사진. 현대자동차그룹 유투브 갈무리)

정진환 상무는 “헤어핀 권선기술은 헤어핀 형상을 닮은 구조에 각진 코일을 코어 슬롯에 삽입해 제작되는데 이로 인해 코어 슬롯의 공간을 줄여 기존 대비 정적율을 10% 이상 향상시켰다. 아울러 수냉방식이 아닌 냉각/윤활유를 직접 모터 내부에 분사해 차량 내부의 열을 낮추고 효율을 높이는 유냉방식을 채택함으로써 차량이 안정적으로 구동할 수 있도록 설계했다.”라고 전했다.

E-GMP에 적용되는 PE 시스템에는 탑승객이 단시간에 전기를 충전할 수 있도록 800V의 시스템을 적용했으며 초고속 충전기와 기존 급속 충전기 모두 사용이 가능한 멀티 충전 시스템을 개발해 모든 급속충전 인프라를 사용할 수 있도록 설계했다. 이외에도 현대차는 양방향 전력변환이 가능한 ICCU와 차량 충전 관리 시스템인 VCMS를 탑재해 외부 공간에서 차량 전력을 통한 전자제품 구동이나 타 전기차 충전 시스템을 운영할 수 있도록 구현함으로써 다양한 모빌리티 서비스를 구현하는 데 성공했다.

파예즈 압둘 라만(Fayez Abdul Rahman) 전무는 “앞으로 당사는 글로벌 고객들이 요구하는 전기차 시스템을 안정적으로 구현해 최고의 전기차 시스템을 갖춘 글로벌 기업으로서의 가치를 선도할 것”이라고 전했다.