현대자동차그룹의 전기차 전용 플랫폼 ‘E-GMP(Electric-Global Modular Platform)’는
모듈화와 표준화를 통해 다양한 소비자와 시장의 요구에 대응할 수 있도록
제품 구성이 가능한 현대자동차그룹 전기차 전용 플랫폼이다.
이 플랫폼을 통해 전기차만의 안정적인 주행 성능을 발휘할 수 있으며,
차체 구조의 안전성과 내구성을 확보함과 동시에,
전용 전기차만의 차별화된 공간 활용성을 제공할 수 있다.
더불어 더욱 높아진 효율성은 물론 더 빠른 충전과 전기차 배터리를 활용한 캠핑까지,
다양한 전동화 신기술을 통해 고객의 라이프스타일 최적화된 모빌리티 경험을 제공한다.
이와 같은 특징은 콤팩트하면서도 효율적인 배터리?모터 등 신규 PE 시스템(Power Electric system)과
차의 종류에 따라 배터리 용량을 달리할 수 있는 확장성 덕분에 가능한다.
E-GMP를 기반으로 한 전기차는 1회 충전으로 500km 이상 주행이 가능한다.
E-GMP는 도심과 장거리 주행 등 운전자의 성향과 차량 특성에 맞는 배터리 용량을
가변적으로 구성할 수 있다.
그리고 1회 충전으로 최대 500km 이상까지 주행이 가능한다.
E-GMP의 *PE 시스템에서 가장 먼저 살펴볼 부분은 배터리 모듈을 1종으로 표준화해
각 차종별로 요구되는 주행거리에 맞게 배터리 팩 구성이 가능한다.
*PE 시스템(Power Electric System): 내연기관을 대체하는 전기차의 구동 시스템.
구동용 모터와 감속기, 전력 변환을 위한 인버터, 동력원을 담고 있는 배터리로 구성된다.
일반적으로 전기차의 배터리는 화학 반응을 일으켜 에너지를 저장하는 배터리 셀과,
배터리 셀을 일정량 모아 놓은 배터리 모듈, 그리고 배터리 모듈을 합친 배터리 팩으로 이뤄진다.
여기서 E-GMP는 배터리 셀과 모듈을 1종으로 표준화했다.
덕분에 향후 배터리 파손 등의 문제가 발생해 사용자가 A/S를 받을 때, 배터리 전체가 아닌
모듈 단위로만 교체를 할 수 있어 수리 비용을 절감할 수 있다.
생산 측면에서는 가격 경쟁력을 갖추는 것은 물론 품질까지 향상시킬 수 있습니다는 장점도 존재한다.
구동 모터 내부의 코일에 적용된 ‘헤어핀 권선 기술’의 역할이 크다.
일반적으로 구동 모터는 영구자석이 있는 회전자, 코일이 감겨있는 고정자로 구성된다.
그리고 구동 모터의 동력은 고정자에서 발생하는 전자기력과 회전자 영구자석의 상호 작용으로
발생하는 회전토크에 기반한다.
여기서 고정자에 코일을 촘촘하게 감을수록 효율이 증가한다.
헤어핀 권선 기술은 헤어핀의 형상을 닮은, 직사각형의 단면을 가진 코일을 활용한 구조를 뜻한다.
단면이 사각형인 코일은 기존의 원형(환선)코일 대비 고정자에 코일을 더 촘촘하게 감을 수 있고,
이를 통해 권선 저항을 줄여 효율을 높일 수 있다.
원형의 코일 대비 높아진 점적률(일정 공간에서 유효한 부분의 면적이 차지하는 비율)은 기존보다
약 10%의 효율을 개선하는 효과가 있다.
국내외 대다수 급속 충전 인프라는 400V, 50~150kW급 충전기가 대부분이며
배터리를 80%까지 충전하는데 약 1시간 정도의 시간이 소요되는 된다.
최근에는 빠른 충전을 위해 800V 고전압 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 350kW급
초고속 충전 인프라가 설치되고 있다.
80% 충전 속도가 20분 정도이며, 또한, 단 5분의 충전으로도 약 100km를 주행할 수 있다.
E-GMP는 별도의 제어기 없이도 800V와 400V 충전이 모두 가능한 멀티 충전 시스템이다.
이런 혁신이 가능한 것은 400V 충전기 사용 시 구동용 모터와 인버터를 활용해 400V 전압을 800V로
승압해 배터리에 공급하기 때문이다.
전기차에 탑재된 배터리를 대용량 보조 배터리 개념으로 활용할 수 있다.
기존 전기차는 외부 전력을 차량 내부로 전달하는 단방향 충전만 가능했지만,
E-GMP는 별도의 제어기나 연결 장치 없이도 110V나 220V 등의 일반 전원을 전기차 내외부로
공급할 수 있는 V2L(Vehicle to Load)기능을 지원한다.
이 같은 기능은 *통합 충전 시스템(ICC"U": Integrated Charging Control Unit)과
차량 충전 관리 시스템(VCMS : Vehicle Charging Management System)을 통해 가능한다.
E-GMP와 내연기관 플랫폼과의 가장 큰 차이는 공간을 많이 차지하는 엔진과 구동축이 사라지고,
그 자리를 부피가 작은 PE 시스템이 대신한다는 점이다.
차체 바닥에는 전기차의 가장 큰 구성 요소인 배터리가 놓이기 때문에
내연기관 자동차나 내연기관 플랫폼을 기반으로 한 전기차와 비교하면 공간 활용성이 훨씬 커집니다.
결정적인 차이는 긴 휠 베이스(앞, 뒤 차축 사이의 길이)와 오버행(앞, 뒤 차축 중심부터 앞, 뒤 범퍼 사이의 길이)이다.
E-GMP를 적용한 전기차는 차체 앞부분의 형상이 기존 내연기관차의 모습과 다르다. 엔진 탑재 공간이 필요하지 않기 때문에 오버행이 짧고, 보닛이 낮게 떨어지며 보닛 끝 부분과 앞유리가 만나는 카울 포인트도 앞으로 당겨져 있다. 반면 휠 베이스는 상대적으로 길다. 그로 인해 내연기관 자동차 또는 내연기관 플랫폼에 기반한 전기차와는 완전히 다른 비율의 디자인이 완성된다.
이런 구조적인 차이는 실내 공간의 구성도 바꾼다.
휠 베이스가 길어져 비슷한 크기의 기존 자동차보다 실내 공간이 훨씬 넉넉한다.
또한, 차체 하단을 지나가는 구동축이 없기 때문에 실내 바닥이 편평한다.
공간의 제약 없이 시트를 자유롭게 배치할 수 있어 탑승자의 자동차 이용 습관이나
라이프 스타일에 맞춘 설계가 가능한다.는 것도 E-GMP의 특징이다.
E-GMP만의 장점은 또 있다. 실내 대시보드 안에 있던 공조장치를 엔진이 사라진 공간으로 이동해
대시보드 부피를 줄여, 앞좌석 승객 공간을 확대했다.
이른바 ‘슬림 콕핏’의 구현을 통해 동급의 내연기관 플랫폼 기반 전기차보다 실내가 한층 넓고 쾌적해진다.
전기차에서 가장 무거운 배터리를 차체 중앙에 낮게 깔아 저중심 설계를 완성했다.
뿐만 아니라 휠 베이스에 배터리가 놓여 차체 중심에 무게가 집중됐고,
효과적인 앞뒤 무게 배분이 된다.
이와 같은 구조는 세단, SUV 등 차종에 관계없이 직진 가속 및 코너링, 승차감 등 전반적인 주행 품질이 우수한다.
이와 같은 구조는 세단, SUV 등 차종에 관계없이 직진 가속 및 코너링, 승차감 등 전반적인 주행 품질이 우수한다.
차체 앞쪽 공간에 프레임과 서브프레임 보강 구조를 적용해 다중골격 구조를 완성한 것이다.
이를 통해 전방 충돌 시 차체 구조물이 효과적으로 변형해 충격을 완화하고 탑승객과 배터리가 ,
입는 피해를 최소화한다.
후방 충돌에 대비하여 범퍼 부위에 변형을 유도하는 구조물을 적용해 충격이 분산되도록 했다.
측면 충돌 시 차체 중앙에 놓인 배터리와 PE 시스템을 보호하기 위해 보강재를 설치하고,
배터리와 차체를 더욱 견고하게 연결하기 위해 배터리를 관통하여 볼트로 체결해
배터리와 차체 결합 강성을 높여 충돌 시의 배터리 안전성도 개선하였으며.
주행 시 진동과 소음을 줄어 성능과 승차감 향상시켰습니다.
플랫폼 구간별로 설명하면
• 백빔부터 서브프레임 리어마운팅까지 에너지 흡수 구간은
차체와 섀시 등 모든 구조물의 변형을 유도해 충격을 완화했습니다.
• 또한 서브프레임 리어마운팅부터 대시보드까지 하중 지지 구간은
PE 모듈과 섀시계의 고전압 배터리 타격을 최소화하기 위한 회피 구조를 적용했습니다.
• 대시부터 고전압 배터리의 보호 구간은
고전압 배터리의 안전 확보를 위해 초고장력강을 확대 적용했습니다.
탑승객 보호 공간인 승객실 변형 억제를 위해 A필라 하중 분산 구조를 적용하고
프런트 서브프레임 전방과 차체 펜더 에이프론 연결성을 강화했습니다.
스몰오버랩 충돌에서도 차량을 안전하게 보호하기 위해 엔진룸 좌우를 연결하는
크로스바 구조를 적용하고 전방 사이드멤버 단면을 증대해 강성을 향상시켰습니다.
