현대자동차그룹의 E-GMP(Electric-Global Modular Platform)이 공개됐다. 현대차그룹은 수소전기차에 이어 순수전기차 분야에도 선두를 차지하겠다는 계획이다.
E-GMP는 현대차그룹이 전기차 도약의 원년으로 삼은 2021년부터 순차적으로 선보일 현대자동차 ‘아이오닉5’와 기아자동차 ‘CV’ (프로젝트명) 등 차세대 전기차 라인업의 뼈대가 되는 전기차 전용 신규플랫폼이다.
E-GMP는 내연기관 자동차의 플랫폼을 활용하는 기존 전기차와 달리 전기차만을 위한 최적화 구조로 설계됐다. 1회 충전으로 국내 기준 500km 이상 주행할 수 있으며, 800V 고전압 충전 시스템을 갖춰 초고속 급속충전기를 이용하면 18분 이내 80% 충전이 가능하고, 5분 충전으로 100km 이상 주행이 가능하다.
또한 내연기관과는 달리 차의 바닥을 편평하게 만들고 기존 내연기관의 부품들이 차지하던 공간을 줄이고 실내 공간을 약 13% 정도 더 확보했다. 지금까지 구조적인 한계로 불가능했던 새로운 자동차의 실내외 디자인이 가능하다.
이와 관련된 기자들의 질문에 알버트 비어만 연구개발본부장은 “우리의 전기자동차는 새로운 스타일링을 준비했다. 다른 브랜드의 전기차들과는 다른 아주 훌륭한 디자인과 새로운 기능들이 나올 것”이라며 자신감을 내비쳤다.
특히 E-GMP는 모듈화 및 표준화된 통합 플랫폼이어서 고객의 요구에 따라 단기간에 전기차 라인업을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 제조상의 복잡도가 줄어들어 생산효율이 높아짐에 따라 수익성 개선으로 재투자 할 수 있는 여력이 늘어난다.
현대차는 E-GMP 2021년에 아이오닉5를 시작으로 아이오닉6, 제네시스 전기 모델을 비롯해 세단, SUV, CUV, 7인승 모델의 전기차, 그리고 전기 N 모델 또한 출시 계획이라 밝히며 E-GMP 플랫폼의 다양한 확장성을 강조했다.
이와 더불어 향후 E-GMP를 기반으로 개발되는 차세대 전용 전기차에 신규 PE 시스템과 다양한 글로벌 충전 인프라를 고려한 세계 최초의 400V / 800V 멀티 급속 충전 기술, 차량 외부로도 자유롭게 전기를 공급할 수 있는 V2L(Vehicle to Load) 기능 등을 추가로 적용해 보다 진화된 전동화 모빌리티 고객경험을 제공한다는 계획이다. 또한, 무선 충전 기술 또한 개발 중이며, 앞으로 E-GMP에 적용하기 위해 인프라 확장과 시장의 반응, 환경 변화에 따라 시점을 조절 중이라고 밝혔다.
모듈화와 표준화 개념을 도입한 E-GMP는 제품 기획단계부터 복잡성을 줄이고 고성능 모델 또한 출시를 계획중이다. 특히 빠른 가속력, 다이내믹한 승차감을 원하는 고객을 위한 고성능 N 모델은 정지상태에서 시속 100km 까지 도달하는데 3.5초 미만, 최고 속도 시속 260km 이상 구현이 가능하다. 또한 기존 내연기관 차에서 큰 부분을 차지하던 엔진이 사라진 공간에 상대적으로 가벼워진 구동 모터를 배치하고, 배터리를 하단에 낮기 위치시키면서 저중심 설계와 이상적인 전후 중량배분으로 뛰어난 선회 성능과 안정적인 고속주행이 가능하다. 이에 파예즈 압둘 라만 현대기아차 차량아키텍쳐개발센터장(전무)은 “기존 가솔린차 못지 않게 감성 측면에서 아주 놀랄만한 성능을 가지고 있다. 그런 의미에서 N 전기모델 또한 기대해도 좋다”고 말했다. E-GMP는 안전성 또한 신경썼다. 배터리와 모터, 차체와 섀시 구조에 이르기까지 전기차의 특성을 고려해 최적화된 설계를 바탕으로 탑승객과 배터리 모두 보호한다.
먼저, 차량 전방의 충돌 에너지 흡수구간은 차체와 섀시 등 구조물의 효과적인 변형을 유도해 충격을 완화할 수 있도록 설계됐다. 대시보드 앞부분인 하중 지지구간은 보강구조로 PE 시스템과 고전압 배터리가 받는 충격을 최소화했다. 또 차량 하단의 고전압 배터리의 보호구간은 초고장력강으로 충돌 안정성을 향상시켰다. 탑승객 보호공간인 승객실의 변형을 억제하기 위해 A필러에 하중 분산 구조를 적용하고 배터리 전방과 주변부는 핫스탬핑 부재를 보강했으며, 배터리 케이스의 중앙부도 차체에 견고하게 밀착시켜 충돌 에너지를 효과적으로 분산시킬 수 있는 구조를 갖췄다. 여기에 짧은 오버행과 긴 휠베이스를 통해 개성있는 디자인과 넓은 실내공간을 얻었다. 후석 승객공간이 넓어지고 차종에 따라 다양한 시트 배치가 가능해질 전망인데, 현대차는 “같은 크기라도 한 등급 위의 내연기관 자동차들과 같은 실내 공간을 가질 수 있을 것이다”라고 밝혔다. E-GMP에는 차세대 전기차를 위해 새롭게 개발된 모터와 감속기, 전력변환을 위한 인버터와 배터리 등의 신규 PE 시스템이 탑재되며, 800V 고전압 시스템으로 충전 시간을 대폭 단축했다. 구동에 필요한 모터, 동력을 차에 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.
아직 국내외 대다수 급속 충전 인프라는 400V 충전 시스템을 갖춘 50~150kW급 충전기가 대부분이다. E-GMP는 기존의 충전 시스템으로도 충분히 충전이 가능하며 충전기의 최고 성능을 사용할 수 있다고 밝혔다. 그리고 400V 전압을 차량 시스템에 최적화된 800V로 승압시켜 충전하는 멀티 급속충전 시스템은 세계 최초로 적용됐다. 또한 최근에는 빠른 충전을 위해 800V 고전압 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 350kW급 초고속 충전 인프라가 설치되는 추세다. 현대차그룹은 이러한 추세에 맞춰 전국 12개 고속도로 휴게소에 350kW급 충전기를 설치하고 도심에 8개의 충전소를 설치하는 등 총 120기의 충전기 인프라를 구축할 계획이다.
E-GMP를 기반으로 개발되는 모든 차에는 최고 수준의 에너지 밀도 셀로 구성된 표준화된 단일 배터리 모듈이 탑재된다. 이러한 표준화 모듈을 바탕으로 기본형과 항속형 등 모듈 탑재 개수에 따라 다양한 배터리 팩 구성이 가능하다. 이에 원통형 배터리를 사용하는 다른 브랜드들과 달리 파우치 셀을 활용하고 있는 E-GMP에 대한 질문에 현대차는 “차에 구성하기에 가장 적합한게 파우치 셀이다”며 “사이즈나 모양 변형이 자유롭고 배터리 용량이 같은 크기의 원통헝 배터리보다 훨씬 크다는 장점이 있어 작은 크기로 우리가 원하는 용량을 만들어내기 쉽다”고 말했다. 더불어 “원통형 배터리도 계속 용량이 커지고 있기 때문에 개발팀도 계속 개발의 관점에서 바라보고 있다”고 언급했다.
후륜 모터시스템인 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 먼거리를 주행할 수 있다. 또한 2WD 방식의 후륜 구동이 기본이지만 전륜 모터를 추가헤 AWD(4WD)를 구성할 수 있다. 현대차는 또한 E-GMP 플랫폼이 다른 브랜드들에 협력 요청을 받았음을 밝히고 아이오닉5 출시 이후 플랫폼의 잠재력에 대해 인정받으면 협력 요청이 더욱 늘어날 것임을 시사했다. 이와 더불어 한국의 배터리3사와 긴밀하게 협력하고 있으며 독자적인 배터리 생산이 가능하지만 필요성을 느끼지 못하며 앞으로도 배터리 3사와 협력해 나갈 것을 강조했다. 글 | 조현규 수습기자