현대자동차그룹이 최초의 전기차 전용 플랫폼 ‘E-GMP(Electric-Global Modular Platform)’를 공개했다. E-GMP의 개발은 단순히 새로운 플랫폼의 도입이 아닌 자동차 역사와 산업적인 관점에서 큰 의미를 지닌다. 100년이 훌쩍 넘는 기간 동안 자동차 산업을 이끌어왔던 내연기관 자동차의 자리를 점차 친환경차가 대신하게 될 것이라는 결정적인 신호나 다름없기 때문이다.
현재 자동차 산업은 기술 및 인프라의 발전에 따른 사용자의 라이프 스타일 변화로 급격한 전환기를 맞이하고 있다. 이런 상황 속에서 현대차그룹은 오랜 기간 확보해온 전동화 기술과 노하우를 E-GMP에 담아냈다. 그 결과 기존보다 전기차의 성능과 효율성을 극대화하는 E-GMP가 탄생할 수 있었다. 즉, E-GMP는 그동안 쌓은 현대차그룹의 기술 집약체이자 차세대 전기차 라인업 전개의 시발점이며, 한층 진보한 전기차 시대로 진입하는 이정표라고 할 수 있다.
산업화로 인한 기후 변화가 진행 중인 가운데 지속가능성을 생각하는 소비자들도 늘고 있다.
주요 자동차 제조사들이 전기차 전용 플랫폼에 주목하는 배경으로는 전 세계적인 기후 변화와 지구 온난화를 들 수 있다. 잘 알려진 것처럼 지구 평균 온도 상승의 주요 원인은 이산화탄소 등의 온실 가스 증가다. 이산화탄소 배출량은 급속한 산업화와 맞물려 증가했는데, 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차의 폭발적인 성장도 이산화탄소 배출량 증가의 주요 원인으로 지목되고 있다.
따라서 내연기관 자동차에서 배출되는 가스를 감축하지 못하면 지구 온난화가 심화될 것이라는 이야기는 더 이상 부정할 수 없는 사실이다. 전 세계 주요 국가들이 자동차의 배출 가스를 줄이기 위해 강력한 환경 규제를 시행하는 것도 이런 이유 때문이다. 순수 전기차 전용 플랫폼이 등장하게 된 배경이 바로 여기에 있다. 유해가스를 배출하지 않는 친환경차 시대로의 빠른 전환을 위해, 다양한 라인업의 전기차를 신속하게 많이 생산할 수 있는 전기차 전용 플랫폼이 필요해진 것이다.
환경 문제 해결을 위한 소비자들의 인식도 점점 변화하고 있다. 앞서 언급한 것처럼 시간이 흐를수록 지구 온난화는 심각해지고 있으며, 이를 해결하기 위해 ‘나 자신부터 변해야 한다’는 인식을 가진 소비자들도 늘어나는 중이다. 이런 인식 변화로 친환경 자동차 구입 비중이 점점 늘어나고 있다. 따라서 이제 자동차 제조사에게 전기차 전용 플랫폼의 개발 및 도입은 선택이 아닌 필수가 됐다.
E-GMP를 바탕으로 개발된 전기차는 다양한 구동방식을 유지하면서 보다 여유로운 실내 공간을 구성한다.
전기차의 잠재력을 극대화한 E-GMP는 내연기관 플랫폼과 여러 부분에서 확연히 다르다. 전기차 구동을 위한 모터와 감속기, 전력 변환을 위한 인버터, 그리고 동력원을 담고 있는 배터리를 결합한 PE 시스템(Power Electric System)의 부피를 줄이고 효율을 높이면서 다양한 혁신 기술을 더한 게 대표적인 예다.
또한, 전기차는 배터리와 모터로 움직이기 때문에 내연기관 자동차에서 볼 수 있는 엔진, 구동축 등이 필요하지 않다. 이런 이유로 E-GMP는 기존 내연기관 자동차의 엔진룸 자리에 부피가 상대적으로 작은 전기모터를 탑재하고, 구동축이 놓였던 차체 바닥에는 전기차에서 가장 무거운 배터리를 위치시켰다. 특히 배터리의 경우 직사각형에 가까운 납작한 형태로 만들되, 높이를 130mm로 유지해 부피를 최소화했다. 이 같은 구성에서 E-GMP의 특징이 잘 드러난다. 엔진이 사라지면서 차체 앞부분의 부피가 줄어들기 때문에 E-GMP를 적용한 전기차는 내연기관 자동차보다 오버행(차축 중심부터 범퍼 사이의 길이)이 짧다. 그리고 넉넉한 배터리 탑재 공간 확보를 위해 휠 베이스(앞, 뒤 차축 사이의 길이)가 길어져 공간 편의성은 물론 기존에 볼 수 없었던 혁신적인 실내외 디자인이 가능해졌다.
E-GMP는 후륜과 사륜구동 방식을 모두 지원하면서도 내연기관 자동차처럼 차체 바닥이 솟아 있지 않다. 일반적으로 내연기관 자동차에서 후륜 또는 사륜구동을 구현하기 위해서는 차체 전방에 위치한 엔진의 동력을 뒷바퀴로 전달할 구동축이 차체 바닥을 가로지른다. 반면, 전기차는 앞서 언급한 것처럼 구동축이 불필요하다. 대신 E-GMP는 뒷차축에 전기모터를 배치해 후륜구동을 구현하고 앞차축에 전기모터를 추가함으로써 사륜구동 방식까지 제공할 수 있으며, 주행 상황에 따라 구동 방식을 자유롭게 전환할 수 있다.
이로 인해 E-GMP를 바탕으로 개발된 전기차는 보다 여유로운 실내 공간을 구성한다. 즉, 운전자와 탑승자를 배려해 실내 공간을 보다 혁신적으로 구성할 수 있다는 뜻이다.
E-GMP의 저중심 설계는 선회 성능을 개선하고 안정적인 고속 주행을 가능하게 해준다.
E-GMP가 사용자들에게 제공하는 장점은 다양하다. 대부분의 장점이 내연기관 플랫폼을 바탕으로 하는 전기차에서 경험할 수 없던 것들이라는 점에서 E-GMP의 진가가 드러난다. E-GMP의 가장 큰 장점으로는 차체 바닥에 배치한 표준화 배터리가 제공하는 500km 이상의 넉넉한 주행거리다.
일반적으로 전기차의 배터리는 가장 기본이 되는 배터리 셀과, 일정량의 셀이 합쳐진 배터리 모듈, 그리고 모듈이 모여 배터리 팩을 구성한다. E-GMP는 배터리 셀과 모듈을 1종으로 표준화해 차급과 차종에 따른 사용자의 라이프 스타일에 맞춰 배터리 용량을 가변적으로 조절할 수 있다. 더불어 표준화된 배터리 모듈은 기존 대비 부품을 간소화해 더욱 콤팩트하게 개발됐다. 이 방식은 더 편평하고 가벼운 배터리 시스템 구성을 가능하게 해 에너지 밀도를 기존 대비 10% 향상시킬 수 있다.
또, 배터리를 차체 정중앙에 낮게 배치하는 만큼 E-GMP를 바탕으로 하는 전용 전기차는 기존 대비 무게중심을 상대적으로 낮출 수 있다. 이 같은 저중심 설계는 선회 성능을 개선하고 안정적인 고속 주행을 가능하게 해준다. 여기에 E-GMP를 위해 최적화한 후륜 5링크 서스펜션도 더했다. 5링크 서스펜션은 차체와 바퀴를 연결하는 링크를 5개 설치해 상하, 좌우의 충격을 효과적으로 흡수해 조종성을 높여주는 구조로, 일반적으로 중대형 승용차의 후륜에 적용된다. 이 외에도 모터에서 발생한 동력을 바퀴에 전달하는 드라이브 액슬의 구조를 세계 최초로 양산 적용한 ‘기능 통합형 드라이브 액슬(IDA, Integrated Drive Axle)’까지 더해 보다 안정적인 주행 성능을 완성했다.
안전 성능 역시 비약적으로 향상됐다. E-GMP의 안전 성능은 탑승자와 배터리 보호로 요약할 수 있다. 이 두 가지 목적을 위해 현대차그룹은 충돌 에너지를 흡수할 공간을 확보하고 초고장력 강판과 하중 분산 구조 등을 적용했다.
이 밖에도 E-GMP는 새로운 PE 시스템을 적용해 충전 편의성을 높였다. E-GMP로 개발되는 전기차는 800V 초고속 충전 방식을 사용해 18분만에 배터리를 80%까지 충전할 수 있으며, 5분 충전만으로도 약 100km를 주행할 수 있다. 현재 널리 사용하고 있는 400V 충전 방식이 배터리를 80%까지 충전하는데 1시간 정도의 시간이 소요되는 것과 비교하면 혁신적인 변화다. 뿐만 아니라 E-GMP는 세계 최초로 멀티 급속충전 시스템을 적용해 별도의 부품 추가 없이 800V 초고속 충전기와 400V 급속 충전기를 모두 사용할 수 있다.
모듈화 특성이 반영된 E-GMP를 활용하면 차급과 차종의 경계를 넘어 다양한 전용 전기차를 신속하게 개발할 수 있다.
E-GMP는 차량 개발 및 제조 관점에서도 장점이 많은 플랫폼이다. 플랫폼 구성 부품들을 유연하게 변경해 사용할 수 있도록 모듈화 개념을 도입했기 때문이다. 모듈화는 최신 내연기관 플랫폼에서도 볼 수 있는 방식이지만, E-GMP는 그보다 설계 자유도가 더 높다. E-GMP는 기본 성능에 영향을 주는 전방 충격 흡수 공간, 앞/뒤 서스펜션, 배터리 케이스 장착 공간 등을 고정 영역으로 정해 놨다. 그리고 사이드실(차량 측면 하단부의 프레임), 리어 멤버(차체 뒷부분의 앞뒤, 좌우 방향의 뒤틀림을 막기 위한 구조물), 휠/타이어 장착 공간 등을 변동 영역으로 구성해 차종별 제원 및 특성에 따라 유연하게 대응할 수 있게 했다. 변동 영역이 많지 않아 차종 개발에 따른 유연한 대응이 쉽지 않은 기존 내연기관 플랫폼과 대비되는 부분이다.
이같은 모듈화 특성이 반영된 E-GMP를 차량에 적용하면 세단부터 소형 및 준중형, 그리고 중대형 크로스오버카까지 다양한 크기의 전용 전기차를 신속하게 개발할 수 있다. 플랫폼의 변동 영역을 차종에 따라 바꿀 수 있어 단기간에 전기차 라인업을 늘릴 수 있기 때문이다. 또, 제조상의 복잡도가 줄어들어 생산 효율이 높아진다는 장점이 있다. 그 결과 제조사는 수익성을 개선해 재투자할 수 있는 여력이 늘어나고, 소비자들은 다양한 종류의 전기차를 합리적인 가격에 구입할 수 있게 된다.
지금까지 살펴본 것처럼 현대차그룹의 E-GMP는 최적화된 설계와 구조를 통해 전기차의 잠재력을 극대화한다. 내연기관 자동차에서는 경험할 수 없던 성능, 안전성, 효율성, 사용편의성 등을 제공하는 동시에 모듈화를 통해 생산 과정에서의 혁신까지 달성한다.
현대차그룹은 향후 E-GMP를 활용해 다양한 전기차를 선보일 예정이다. 그 시작은 내년에 출시될 현대차의 준중형 크로스오버 전기차 ‘아이오닉 5’다. 이후 현대차그룹은 2025년까지 총 23종의 현대차, 기아차, 제네시스 브랜드 전기차를 출시해 글로벌 시장에 연간 100만 대 이상의 전기차를 보급하며 전기차의 대중화를 선도해 나갈 계획이다. 현대차그룹이 꿈꾸는 미래 전기차 시대는 이미 E-GMP를 통해 시작됐다.
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