현대차 아이오닉5의 E-GMP, “어떤 핵심 기술이?”
지난해 출시된 아이오닉 5는 국내 시장뿐만 아니라 해외 시장에서도 인정받고 있는 현대자동차의 대표 모델입니다. 특히 지난해 11월 ‘2022 독일 올해의차’ 선정, 아우토빌트 ‘최고의 수입차’ 전기차 부문 1위, 아우토자이퉁 전기차 비교평가 종합 1위에 오르는데 이어 올해 ‘2022 영국 올해의 차’로 최종 선정되는 등 해외 시장에서 더욱 많은 인기를 이어가고 있습니다.
현대자동차 E-GMP아이오닉 5는 혁신적인 디자인과 함께 효율적인 실내 공간, 효율적인 충전 시스템, 주행 성능 등 차량의 전반적인 부분에 공통적으로 우수한 평가를 받았습니다. 이렇게 다양한 평가에서 우수한 성과를 거둘 수 있었던 이유는 전기차 전용 플랫폼 E-GMP의 우수한 기본기와 성능 덕분입니다.
전기차 주행 성능 극대화
획기적인 PE 시스템
모터, 감속기, 인버터가 통합된 PE 시스템현대자동차의 첫 번째 전기차 전용 플랫폼인 E-GMP는 전기를 사용하는 모빌리티의 구동 성능을 최대로 끌어올리기 위한 PE(Power Electric) 시스템이 적용됐습니다. 먼저 효율과 중량 경량화를 위해 모터와 감속기, 인버터를 하나의 유닛으로 일체화시키고, 배터리 모듈도 부품 종류와 수를 줄였습니다. 또한 동일한 배터리로 주행 거리를 높이기 위해 모터 효율을 높이는데 주력했습니다. 모터 코일 점적률을 높이기 위해 권선 기술 대신 헤어핀 기술을 적용하고, 냉각 방식도 유냉 방식을 활용해 효율적인 냉각 시스템을 구현했습니다.
전륜과 후륜에 독립 적용된 2개의 구동 모터특히 AWD 모델에는 세계 최초로 전륜 감속기 디스커넥터 시스템이 적용되었습니다. 디스커넥터 구동 시스템은 2WD와 AWD 구동 방식을 자유롭게 전환함으로써 불필요한 동력 소실을 최소화하고, 주행 효율성을 높여줍니다. 또한 구동 모터를 하향 배치해 낮아진 배터리 위치와 함께 저중심 설계를 완성해 주행 성능을 극대화했습니다.
V2L을 구현하는 핵심
충전총괄제어기와 양방향 OBC
아이오닉 5 실내 V2L전기차 내의 모든 충전 관련 기능을 총괄하는 충전총괄제어기와 양방향 OBC(On Board Charger)와 함께 E-GMP의 핵심 기능 중 하나인 V2L(Vehicle to Load)을 구현하는 주요 부품입니다. 특히 양방향 OBC는 기존 단방향 충전만 가능하던 OBC 기능을 한층 개선해 고전압 배터리에 저장된 전기를 외부로 내보내는 V2L 기능을 가능하게 하는 핵심 부품입니다. 아이오닉 5의 V2L은 최대 3.6kW의 전력을 외부 전력으로 사용할 수 있습니다. 이는 일반적인 가정용 벽체 콘센트의 정격 용량(약 2.5kW)보다 높은 수치로 소비전력이 높은 대부분의 전자제품을 연결할 수 있습니다. 또한 휴대용 충전기를 활용하면 다른 전기차의 완속 충전(V2V, Vehicle to Vehicle)도 가능합니다.
400/800V 멀티 급속충전 시스템
아이오닉 5 800V 초고전압 충전 시스템E-GMP의 핵심 기술 중 하나인 800V 고전압 충전 시스템은 350kW급 초고속 충전을 가능하게 만들어주는 시스템입니다. 800V 충전 시스템을 이용할 경우 아이오닉 5 기준 18분 내에 배터리 용량 10%에서 최대 80%까지 충전이 가능하며, 5분 충전으로 약 100km의 주행거리를 확보할 수 있습니다. 하지만 여전히 대부분의 충전 인프라는 400V에 맞춰져 있습니다. 현대자동차는 400V 급속충전 호환성을 확보하기 위해 세계 최초로 E-GMP에만 적용되는 특허 기술로 구동모터와 인버터를 활용해 400V 전압을 800V로 승압해서 충전할 수 있는 멀티 급속충전 시스템을 탑재했습니다.
낭비하는 에너지를 최소
폐열 회수 방식 히트펌프 시스템
폐열 회수 방식의 히트펌프 시스템전기차의 단점으로 지목되는 겨울철 주행거리 감소를 해결하기 위해 현대자동차는 히트펌프 시스템을 적극적으로 활용했습니다. 히트펌프는 많은 제조사들이 전기차의 겨울철 주행거리 확보를 위해 사용하고 있지만, 대부분 냉매를 이용한 외부 공기 열원만을 활용하고 있습니다. 현대자동차는 여기에서 그치지 않고, 전기모터, OBC, PE 모듈, 배터리 등에서 발생하는 폐열을 회수해 실내 난방에 활용하고 있습니다. 이처럼 버려지는 열 에너지를 다시 활용하는 재생에너지 기술을 접목해 효율을 높이고, 친환경 자동차의 의미를 더욱 강조하고 있습니다.
전기차 안전의 핵심
배터리 안전 설계
E-GMP의 배터리 시스템아이오닉 5의 E-GMP는 배터리 물리 충격 보호, 누전 설계, 충전 사고를 예방하는 충전구 안전 설계가 반영됐습니다. 배터리 충격 안전 설계의 대부분은 물리적인 충격에서 배터리를 보호하는 것입니다. 배터리 양극과 음극의 직접적 접촉을 막아주는 분리막을 보호하기 위해 얇은 세라믹을 입히고, 배터리 양 측면의 사이드실에 충격 흡수를 위한 보강재를 적용했습니다. 여기에 후방 충돌 시험으로부터 배터리 발화 및 폭발 여부 테스트, 수분 유입 방지, 소금물 배터리 침수 테스트, 화염에 배터리 직접 노출 테스트 등 고강도 검증을 진행해 안전성을 확보했습니다.
또한 비오는 날에도 전기차를 안심하고 충전할 수 있는 4단계의 감전 예방 시스템을 적용했습니다. 충전 건의 버튼을 누르면 즉각 전류가 차단되어 접촉 시 손상을 방지하고, 우천 시에는 충전구 내부의 드레인 홀로 액체류가 배출되는 구조로 설계되었습니다. 또한 완전히 충전기가 완전히 연결된 후에 시간차를 두고 전류를 공급해 감전을 예방하고, 충전기 체결부에는 밀봉 구조를 적용해 체결 후에는 수분이 침투할 수 없도록 설계했습니다.
현대자동차 아이오닉 5이처럼 아이오닉 5의 호평 뒤에는 전기차 전용 플랫폼인 E-GMP의 역할이 컸습니다. E-GMP는 확장성이 유연한 플랫폼으로 앞으로 출시할 전기 세단과 전기 SUV에도 적용 예정입니다. 앞으로 출시될 현대자동차의 신형 전기차도 많이 기대해주세요.
