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전공 관련 (Major)/뉴스 & 이슈

현대자동차 E-GMP ( 전기차 전용 플랫폼 )

by Jayce_choi 2020. 12. 23.
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현대자동차 그룹에서 12/2 새로운 전기차 전용 플랫폼인 E-GMP를 선보였습니다. 차세대 미래 모빌리티를 이끌어나가기 위해서 기존보다 진보된 플랫폼을 발표하였는데 특징 및 어떠한 발전과 장점이 있는지 적어보겠습니다. 

E-GMP ( Electric-Global Modular Platform )는 2019년 라스베이거스 CES에서 최초로 도면 고개 후 1년 만에 실물 형태로 공개되었습니다.

그동안 현대자동차 그룹은 기존의 내연기관 차량의 플랫폼을 재활용하여 전기차의 플랫폼으로 이용하였는데 이러한 차종으로는 니로 EV, 아이오닉 일렉트릭이 있습니다. 때문에 뒷좌석 공간이 비좁았다는 평가가 있으며 다른 전기차 메이커 회사보다 플랫폼 개발이 늦었다는 평가를 받았습니다. 하지만 E-GMP가 개발되면서 완전 전기차 베이스로 하기 때문에 배터리가 바닥에 깔리며 실내가 확장되는 이점을 가져왔습니다. 

출처 : 현대자동차 그룹


장점

1. 1회 충전으로 500Km 주행 가능

E-GMP는 동일한 크기의 배터리 시스템을 장착한 기존 전기차 플랫폼 대비 에너지 밀도가 10% 되었습니다.
또한 가벼운 배터리 시스템 구성을 통해서 더 먼 거리를 갈 수 있는 장점을 제공할 수 있습니다. 

또한 PE (Power Electric System) 시스템 내부에 '헤어핀 권선 기술'의 역할이 크게 기여하였습니다.

EV 구동모터의 효율은 내연기관 차량의 연비에 해당되는 개념으로 성능과 아주 직결됩니다. 때문에 전동기의 가장 큰 손실인 동손 저감이 필수적인데요. ( 동손 : 전기 기기의 코일에 전기가 흐름으로써 도체(導體) 내에 발생하는 저항 손실 ) 

이러한 문제점을 해결하기 위해서 헤어핀 형상을 적용한 권선 방식을 채택하고 있습니다.
헤어핀은 말 그대로 머리의 핀 모양처럼 직사각형 형태로 구성되어 코일에 감긴 구조입니다. 미리 만들어진 직사각형 막대를 슬롯에 삽입하여 한쪽 끝을 결합하는 방식으로 각 도체의 위치 및 배치가 잘 제어되기 때문에 비용 효율적이고 반복 가능성이 훨씬 높습니다. 또한 단부 권선은 일반적으로 헤어핀 권선 기계에서 더 조밀하여 저항을 감소시킬 수 있는 장점을 가졌습니다.

출철 : Ansys Motor 

헤어핀 방식 말고도 에너지 효율을 높이기 위해서 E-GMP 내부의 감속기에서 발생하는 저항 또는 열에 대항하기 위해서 냉각 및 윤활을 담당하는 오일을 EOP(Electric Oil Pump)를 통해 모터 내부의 코일에 직접 분사하도록 하였습니다. 과열이 일어나면 부품의 변형이 발생합니다 이는 매우 치명적인 역할을 하게 되는데 때문에 냉각 방식을 직접 분사하여 효과적으로 식힐 수 있습니다.

마지막 방법은 후륜의 모터를 제어하는 인버터 파워 모듈의 전력반도체를 Si (실리콘)에서 내구성과 효율이 더 뛰어난 SiC(실리콘 카바이드)가 사용된 전력 반도체를 탑재하여 효율을 극대화시켰습니다.

 

 

2. 18분 만에 초급속 충전이 가능한 800V 고전압 충전 시스템 

출처 : 현대자동차 그룹

최근 350kW급 초고송 충전 인프라가 확대되고 있는 만큼 이에 맞춰서 현대자동차는 800V 고전압 충전 시스템을 갖춘 시스템을 도입하여 18분 만에 80% 까지 충전이 가능하다고 합니다. 그리고 단 5분의 충전으로 100Km를 주행 가능합니다.

또한 전기차량끼리의 충전을 할 수 있도록 비상용 충전 케이블 (ICCB: in-cable Control Box)를 사용 가능합니다. 때문에 별도의 제어기나 연결 장치 없이도 110~220V의 일반 전원을 내외부로 공급이 가능합니다.

 

3. 전기차 전용 플랫폼만의 새로운 디자인과 넓은 실내

출처 : 현대자동차 그룹

내연기관 플랫폼을 기본적으로 사용하던 전기차와 다르게 새로운 플랫폼을 사용하였기 때문에 많은 공간 확보가 가능해졌는데요. 엔진 탑재 공간이 사라졌으며 대신 부피가 작은 PE 시스템을 둠으로써 탑승자의 공간은 확보되게 됩니다. 

 

4. 저중심 설계와 전용 새시 기술로 완성한 E-GMP의 주행 성능

전기차에서 핵심인 배터리를 휠 베이스의 중앙에 둠으로써 저 중심 설계를 완성하였습니다. 이를 통해 직진 가속 및 코너링 등 전반적인 주행 품질을 향상했습니다. 

그 외에도 새로 개발한 서스펜션을 통해 조종성의 안전성과 자체 개발한 드라이브 액슬을 통해서 부품수를 줄였으며 강상을 높여서 핸들링 성능을 향상시켰습니다.

 

5. 새로운 구조와 기술로 향상한 안전 성능

내연기관의 자리를 이용하여 차별화된 프레임 구조를 넣음으로써 배터리의 피해를 최소화하도록 설계하였으며 또한 차체의 변형을 최소화하여 탑승자의 안전을 고려한 설계를 하게 되었습니다. 배터리를 관통하는 8점 마운트 방식을 적용하여 차체 결합과 배터리를 극대화하였습니다. 

출처 : 현대자동차 그룹

 

추후 E-GMP는 2021년 아이오닉 시리즈 (5,6,7) 및 제네시스 민트 등 이후 현대차 그룹의 새로운 시리즈에도 적용될 예정이라고 하네요. 한국 자동차와 세계에서 우수한 성적으로 위치한 현대자동차의 또 다른 발전을 기대해봅니다.

글 읽어주셔서 감사합니다!

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