【뉴스퀘스트=김동호 기자】현대자동차그룹이 전기차 전용 플랫폼 E-GMP(Electric-Global Modular Platform)’를 적용한 아이오닉5를 23일 선보였다.

현대차는 E-GMP가 기존 내연기관 파생 플랫폼이 지닌 친환경 성능의 특징 외에도 전기차 전용 플랫폼으로서의 다양한 장점을 갖추고 있다고 설명한다.

전기차전용 플랫폼은 단어 그대로 전기차 제조 만을 위해 만든 플랫폼이다.

기존의 전기차는 내연기관과 자동차의 플랫폼을 활용해 전기차로 개발한 차종이 대부분이다 .

기존 내연기관 플랫폼을 활용하기 때문에 일반적으로 엔진룸 위치에 전기모터 , 인버터 등
구동에 필요한 파워트레인을 탑재한다.

때문에 전반적인 실내 구성과 적재 공간은 내연기관 모델과 동일하다

그러나 전기차 전용 플랫폼은 전기차 통합 제어 시스템을 구축, 구동 모터 및 배터리, 인버터 , 컨버터 등으로 구성되는 파워트레인을 한번에 구현하고 관리하는 통합 시스템 인것이다.

차세대 전기차의 기반이 될 E-GMP의 장점을 꼼꼼하게 해부한다.

현대차는 “‘E-GMP(Electric-Global Modular Platform)’가 차세대 전기차 라인업의 뼈대이자 미래 친환경 모빌리티로의 전환에 있어 중요한 시발점”이라고 강조한다.

E-GMP에 기반한 전기차는 기존 전기차가 보여주지 못했던 새로운 모습을 보여줄 것이라는 자신감이기도 하다.

현대차에 따르면 E-GMP는 기존 전기차의 바탕이 된 내연기관 플랫폼과 설계 부분에서 큰 차이를 보인다.

예컨대 내연기관 자동차의 엔진과 구동축이 전기차에서는 불필요한 만큼 이를 없애는 대신 배터리와 모터가 차지한다.

이런 차별화된 설계가 E-GMP만의 특화된 장점을 만들어낸다는 것이다.

다음은 현대차가 강조하는 새로운 경험의 E-GMP 기반 전기차의 장점이다.

◇ 1회 충전으로 500km 이상 주행 가능

E-GMP를 기반으로 한 전기차는 1회 충전으로 500km 이상 주행이 가능하다.

E-GMP는 도심과 장거리 주행 등 운전자의 성향과 차량 특성에 맞는 배터리 용량을 가변적으로 구성할 수 있다.

E-GMP의 PE(Power Electric)시스템에서 가장 먼저 살펴볼 부분은 배터리 모듈을 1종으로 표준화해 각 차종별로 요구되는 주행거리에 맞게 배터리 팩 구성이 가능하다는 점이다.

PE 시스템은 내연기관을 대체하는 전기차의 구동 시스템으로 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 수리비용을 절감할 수 있다.

생산 측면에서는 가격 경쟁력을 갖추는 것은 물론 품질까지 향상시킬 수 있다는 장점도 존재한다.

그 외에도 E-GMP는 동일한 크기의 배터리 시스템을 얹은 기존 전기차 대비 에너지 밀도가 10% 향상돼 한층 효율적이고 가벼운 배터리 시스템 구성이 가능하다.

차급과 차종, 고객의 라이프 스타일에 맞춘 자유로운 배터리 모듈 구성을 통해 더 먼 거리를 달릴 수 있는 기반이 마련된 것이다.

E-GMP에 기반한 전기차의 주행거리가 넉넉한 것은 세계 최고 수준의 에너지 효율을 지닌 차세대 PE 시스템 덕분이기도 하다.

◇ 18분이면 초급속 충전 가능,  800V 고전압 충전 시스템

E-GMP는 별도의 제어기 없이도 800V와 400V 급속 충전이 모두 가능한 멀티 충전 시스템을 세계 최초로 적용했다.

아직까지 국내외 대다수 급속 충전 인프라는 400V 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 50~150kW급 충전기가 대부분이다.

그러나 최근에는 빠른 충전을 위해 800V 고전압 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 350kW급 초고속 충전 인프라가 설치되고 있는 추세다.

현대차는 이러한 흐름에 맞춰 800V 고전압 충전 시스템을 기본으로 적용했다.

초고속 충전기로 충전 시 18분만에 배터리를 80%까지 충전할 수 있으며, 1회 완충으로 500km 이상 주행이 가능하다.

또한, 단 5분의 충전으로도 약 100km를 주행할 수 있다.

현재 널리 사용 중인 400V 충전 시스템이 배터리를 80%까지 충전하는데 약 1시간 정도의 시간이 소요되는 것에 비하면 눈에 띄는 변화다.

800V 방식을 쓰는 몇몇 최신 전기차의 80% 충전 속도가 20분 이상인 것을 감안해도 시간을 크게 절감했다.

E-GMP의 충전 편의성은 단순히 시간이 빠른 데서 그치지 않는다.

E-GMP를 기반으로 하는 전기차는 800V 방식 외에도 아직까지 국내외 대다수 전기차 충전 인프라에 쓰이는 400V 충전 방식을 동시에 지원한다.

현재 800V 방식을 지원하는 일부 전기차도 400V 충전기를 사용할 수 있지만, 별도의 제어기를 장착해야 한다.

반면, E-GMP는 별도의 제어기 없이도 800V와 400V 충전이 모두 가능한 멀티 충전 시스템을 세계 최초로 적용했다.

이런 혁신이 가능한 것은 400V 충전기 사용 시 구동용 모터와 인버터를 활용해 400V 전압을 800V로 승압해 배터리에 공급하는 현대차그룹의 특허 기술 덕분이다.

E-GMP 기반의 전기차는 비상용 충전 케이블(ICCB : In-Cable Control Box)을 사용해 다른 전기차의 배터리를 완속으로 충전하는 등 활용 범위가 넓다.

전기차에 탑재된 배터리를 대용량 보조 배터리 개념으로 활용할 수 있다는 것도 E-GMP의 특징이다.

기존 전기차는 외부 전력을 차량 내부로 전달하는 단방향 충전만 가능했다.

그러나 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(ICCU : Integrated Charging Control Unit)과 차량 충전 관리 시스템(VCMS : Vehicle Charging Management System)을 통해 구현 가능하다.

통합 충전 시스템(ICCU)은 차량에 있는 고전압 배터리와 보조배터리 모두 충전이 가능하도록 새롭게 개발한 현대차그룹의 통합 충전 시스템이다.

◇E-GMP만의 새로운 디자인과 넓은 실내

내연기관 자동차나 내연기관 플랫폼을 기반으로 한 전기차와 비교하면 전체적인 비율이 크게 다르고 공간 활용성이 훨씬 커졌다.

E-GMP는 내연기관 플랫폼과 구조적으로 차이가 크다.

이 차이는 직접적으로 디자인과 실내 공간에서의 장점으로 이어진다.

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 놓인다.

때문에 내연기관 자동차나 내연기관 플랫폼을 기반으로 한 전기차와 비교하면 전체적인 비율이 크게 다르고 공간 활용성이 훨씬 커진다.

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 넉넉하다.

또한, 차체 하단을 지나가는 구동축이 없기 때문에 실내 바닥이 편평하다.

공간의 제약 없이 시트를 자유롭게 배치할 수 있어 탑승자의 자동차 이용 습관이나 라이프 스타일에 맞춘 설계가 가능하다는 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.

◇ 저중심 설계와 전용 섀시 기술로 완성한 E-GMP의 주행 성능

E-GMP를 바탕으로 하는 전기차는 저중심 설계를 적용해 세단, SUV, CUV, 고성능차 등 차종에 관계없이 직진 가속 및 코너링, 승차감 등 전반적인 주행 품질이 우수하다.

E-GMP에는 차의 기본 성능을 극대화할 수 있는 설계까지 반영됐다.

가장 큰 요인은 앞서 언급한 차체 중앙에 위치하는 배터리다.

전기차에서 가장 무거운 배터리를 차체 중앙에 낮게 깔아 저중심 설계를 완성했다.

뿐만 아니라 휠 베이스에 배터리가 놓여 차체 중심에 무게가 집중됐고, 이는 효과적인 앞뒤 무게 배분이라는 결과를 낳는다.

이 같은 설계로 E-GMP를 바탕으로 하는 전기차는 세단, SUV 등 차종에 관계없이 직진 가속 및 코너링, 승차감 등 전반적인 주행 품질이 우수하다.

E-GMP는 기능 통합형 드라이브 액슬(IDA, Integrated Drive Axle)을 세계 최초로 양산 적용했다.

기존에는 드라이브 샤프트와 휠 베어링을 마치 볼트와 너트처럼 연결해 엔진 또는 모터에서 발생한 동력을 바퀴로 전달했다.

그러나 IDA는 드라이브 샤프트와 휠 베어링을 일체화 했다.

2개 이상이던 부품이 하나로 통합되자 부품 사이에 연결 부위가 사라져 강성이 약 42% 높아졌고, 부품 수가 줄어 무게는 약 10% 줄었다.

E-GMP에 기반한 전기차가 승차감과 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 비결이다.

◇ 새로운 구조와 기술로 향상시킨 안전 성능

E-GMP는 배터리와 차체를 더욱 견고하게 연결하기 위해 배터리를 관통하는 8점 마운트 방식적용했다.

E-GMP는 내연기관 자동차와 차별화된 구조를 채택해 안전 성능까지 향상됐다.

여유가 생긴 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 대비하기 위해서는 범퍼 부위에 변형을 유도하는 구조물을 적용해 충격이 분산되도록 했다.

동시에 후륜과 뒷좌석 탑승객을 적극적으로 보호하기 위해 차체 안쪽에 변형 방지 보강 구조를 추가했다.