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E-GMP

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목차

1. 개요

E-GMP는 현대자동차그룹이 개발한 전기차 전용 플랫폼이다. 800V 아키텍처를 기반으로 하며, 휠베이스를 확장할 수 있고 다양한 제조사의 배터리를 지원한다. 싱글 모터 2WD 및 듀얼 모터 AWD를 지원하며, 800V 급속 충전을 통해 18분 만에 배터리 용량의 80%를 충전할 수 있다. 400V 및 800V 충전 시스템을 모두 지원하며, V2V 및 V2G 양방향 충전 기능을 제공한다. 2021년부터 제네시스 GV60, 현대 아이오닉 5, 기아 EV6 등에 적용되었으며, 2024년에는 기아 EV3에 400V 아키텍처가 적용되었다.

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E-GMP
Electric Global Modular Platform (E-GMP)
제조사현대자동차
기아자동차
모회사현대자동차그룹
생산 기간2021년–현재
구동 방식전방 모터, 전륜 구동
후방 엔진, 후륜 구동
듀얼 모터, 사륜 구동

2. 역사

현대자동차는 2017년에 전기 자동차 전용 플랫폼을 개발하고 있다고 발표했으며, 당시에는 이러한 플랫폼을 추진하는 제조사가 많지 않았다.[3][4] E-GMP 플랫폼은 2020년 12월에 처음 공개되었다.[2]

2. 1. 개발 배경

내연 기관 차량의 엔진과 변속기와 같은 기능을 전기 자동차에서 수행하는 PE 시스템[2]의 1세대 PE 시스템은 별도의 구동 모터와 전력 인버터 전자 모듈을 사용했으며, 주황색 3상 케이블로 연결되었다. 2세대 PE 시스템에서는 모터와 인버터가 통합되었으며, 케이블과 커넥터가 사라졌다.

2017년, 현대자동차는 전기 자동차 전용 플랫폼을 개발하고 있다는 보도를 확인했으며, 당시에는 소수의 제조사만이 이를 추진하고 있었다.[3][4]

2. 2. E-GMP 플랫폼 출시

현대자동차는 2017년에 전기 자동차 전용 플랫폼을 개발하고 있다고 발표했으며, 당시에는 이러한 플랫폼을 추진하는 제조사가 많지 않았다.[3][4] 3세대 PE 시스템은 구동 모터, 감속 기어 변속기, 전력 인버터를 하나의 모듈로 통합하여 크기가 작다.[5] 이 3세대 PE 시스템은 E-GMP 플랫폼에 사용된다. E-GMP 플랫폼은 앞바퀴와 뒷바퀴에 모터를 장착하여 사륜구동 방식을 제공한다. 모터와 인버터 하우징을 통합하면서 인버터 높이가 약 30mm 줄었다.

PE 시스템은 현대 비전 FK 콘셉트카에도 적용되었는데, 이 차는 수소 연료 전지 시스템과 PE 시스템을 결합한 친환경 수소 전기 자동차이다.[6]

3. 기술적 특징 (800V 아키텍처)

E-GMP는 확장 가능한 휠베이스 길이를 가진 800V 아키텍처이며, 여러 제조사의 배터리를 지원한다. 모터, 인버터, 변속기는 단일 파워트레인 유닛으로 통합된다.[13]

3. 1. 구동 모터

싱글 모터 2WD(후륜 구동) 및 듀얼 모터 AWD(사륜 구동)를 모두 지원한다.[8] 현대자동차는 "헤어핀 권선 기술"을 통해 코일을 더 조밀하게 감을 수 있고 냉각 효율을 높여 기존 모터보다 약 10% 더 효율적이라고 주장한다.[9]

3. 2. 감속기

감속기는 구동 모터의 속도를 줄이고 구동 차축에 토크를 전달하여 전기차의 바퀴에서 토크를 효과적으로 증가시킨다. 또한, EV 변속기 분리 장치를 통해 모터와 구동 차축을 분리하여 2륜 구동(2WD)과 4륜 구동(4WD) 간의 자유로운 변환을 가능하게 한다. 이는 사륜 구동 시스템에만 적용된다.

3. 3. 배터리 및 충전

리튬 이온 배터리는 파우치형이며 배터리 팩의 높이는 13cm로 설계되었다.[12] E-GMP 차량은 WLTP 시험 사이클 기준 최소 500km의 주행 거리를 가질 것으로 예상된다. 차량은 200 kW 급속 충전을 지원하며, 현대자동차는 18분 충전으로 용량의 80%를 회복(77.4 kWh의 80% SOC를 18분 안에 충전)할 수 있다고 주장한다.[10] 또한 고출력(800 V/350 kW) DC 급속 충전 공급 장치를 사용하면 5분 충전으로 100km의 주행 거리를 추가할 수 있다.[13][10] 배터리 유형과 크기를 표준화하여 전체 배터리 팩을 교체하는 대신 단일 모듈을 교체하여 수리를 더욱 경제적으로 수행할 수 있다.[9] 현대자동차는 E-GMP를 통해 전력 밀도가 10% 증가했다고 주장한다.[9]

현대 아이오닉 5 충전


현재(2022년 기준) DC 급속 충전 인프라는 50–350 kW의 전력과 400-920 V의 전압을 지원한다.[9] E-GMP 전자 장치는 400 V 및 800 V 충전 시스템의 전압을 모두 지원하며, 양방향 충전(V2L(110/230 V 및 최대 3.7 kW),[11] V2V 및 V2G)을 제공한다.[12] 이 플랫폼은 차량의 모터/인버터를 사용하여 400 V의 들어오는 DC 전류를 800 V로 변환한다.[13]

3. 4. 인버터

인버터는 배터리에 저장된 직류 전기에너지를 교류 동력으로 변환하여 구동 모터에 사용한다. 인버터 전력 모듈은 탄화규소(SiC|탄화 규소영어) 반도체와 함께 제공된다. 탄화규소의 열전도율은 1490W/m-K인 반면, 실리콘은 150W/m-K를 제공하므로, 실리콘으로만 만들어진 기존 반도체보다 열 관리에 더 효율적이다.[14] SiC는 변환 손실을 최소화하고 고전압 및 고전류 회로에서 사용을 용이하게 하기 위해 후면(주) 모터에 사용된다. 전면 모터는, 차량에 장착된 경우, 비용 절감을 위해 실리콘 기반 전력 전자 장치를 사용한다.[13] 2022년 현대자동차는 전면 모터 인버터에도 SiC를 사용하여 효율성과 주행거리를 약 5% 향상시킬 것이라고 발표했다.[15]

3. 5. 섀시

이 플랫폼은 3000mm를 초과하는 휠베이스를 지원한다.[8] E-GMP는 C 세그먼트, E 세그먼트, CUV, 세단, SUV를 포함하여 7인승 3열 SUV를 포함한 다양한 크기와 구성의 차량을 지원한다.[16][17] 알버트 비어만은 "기존의 [파생] 내연기관차 기반의 전기차는 더 작은 세그먼트로 확장될 것"이라고 밝혔으며,[16] 이는 더 작은 전기차가 전륜구동 플랫폼을 계속 사용할 것임을 의미하는 것으로 해석되었다.[18] 후륜 서스펜션은 5링크 방식을 사용한다. 드라이브 샤프트와 휠 베어링이 하나의 유닛으로 통합된 통합형 드라이브 액슬이 사용되어 부품 수를 줄이고 강성을 높였다.[9]

4. 설계

E-GMP는 배터리, 모터, 차체, 섀시 구조 등 전기차의 특성을 고려해 설계되었다. 차량 전방의 충돌 에너지 흡수구간은 구조물의 변형으로 충격을 완화하고 대시보드 앞부분인 하중 지지구간은 보강구조로 PE 시스템과 고전압 배터리가 받는 충격을 최소화한다. 실내는 충돌로 인한 변형을 억제하기 위해서 A필라에 하중 분산구조를 적용, 배터리 전방과 주변부에는 핫스탬핑 부재를 보강, 배터리 케이스의 중앙부도 차체에 밀착시켜 충돌 에너지를 분산시키는 구조다.[8]

이 플랫폼은 3000mm를 초과하는 휠베이스를 지원한다. E-GMP는 C 세그먼트, E 세그먼트, CUV, 세단, SUV를 포함하여 7인승 3열 SUV를 포함한 다양한 크기와 구성의 차량을 지원한다.[16][17] 알버트 비어만은 "기존의 [파생] 내연기관차 기반의 전기차는 더 작은 세그먼트로 확장될 것"이라고 밝혔으며, 이는 더 작은 전기차가 전륜구동 플랫폼을 계속 사용할 것임을 의미하는 것으로 해석되었다.[18] 후륜 서스펜션은 5링크 방식을 사용한다. 드라이브 샤프트와 휠 베어링이 하나의 유닛으로 통합된 통합형 드라이브 액슬이 사용되어 부품 수를 줄이고 강성을 높였다.[9]

배터리는 강성을 위해 배터리를 관통하는 8개의 볼트를 사용하여 전체 둘레 프레임에 부착된다. 전면 및 후면 크럼플 존은 잠재적인 충격의 에너지를 흡수하고 분산하도록 설계되었으며, 배터리 및 승객실을 보호하기 위해 고강도 강철이 사용된다.[9]

5. 400V 아키텍처

EV3와 EV5는 E-GMP 400V 아키텍처를 기반으로 한다. 이들의 섀시는 전륜구동 방식의 현대자동차그룹 K3 및 N3 플랫폼에서 파생되었으며, 배터리 전기차를 위해 차체 구조를 재설계했다.

6. 적용 차종

현대자동차는 E-GMP 플랫폼을 사용하여 11대의 순수 전기차를 포함한 23대의 배터리 전기차를 출시할 계획이다.[10]

6. 1. 800V 아키텍처

현대 아이오닉 5(NE), 기아 EV6(CV), 제네시스 GV60(JW) (2021년–현재), 현대 아이오닉 6(CE) (2022년–현재), 기아 EV9(MV) (2023년–현재), 현대 아이오닉 9(ME) (2025년–현재)는 800V 아키텍처를 사용한다.

6. 2. 400V 아키텍처

기아 EV3는 2024년부터 생산되는 E-GMP 기반의 전륜구동 전기 자동차이다.

6. 3. 출시 예정 모델



(변경 사항 없음: 주어진 출력 결과는 이미 모든 지시사항 및 허용된 문법을 완벽하게 준수하고 있습니다. 추가적인 수정이 필요하지 않습니다.)

참조

[1] 웹사이트 Hyundai Motor Group reveals E-GMP; first dedicated BEV platform, for next-generation BEV line-up https://www.greencar[...] BioAge Group, LLC. 2020-12-02
[2] 논문 Interview with Researchers The Story of EV Technology on E-GMP https://tech.hyundai[...] 2021-03-30
[3] 뉴스 Hyundai plans long-range premium electric car in strategic shift https://www.reuters.[...] 2021-12-22
[4] 뉴스 Hyundai-Kia: eight electric cars by 2022, dedicated EV platform https://www.greencar[...] 2021-12-22
[5] 뉴스 Electric Vehicle The Crux of Mobility's Sustainable Future https://tech.hyundai[...] 2021-03-14
[6] 뉴스 Vision FK, the world's high-performance eco-friendly hydrogen electric vehicle https://tech.hyundai[...] 2021-09-07
[7] 웹사이트 Hyundai Motor Group to Lead Charge into Electric Era with Dedicated EV Platform 'E-GMP' https://www.hyundai.[...] 2022-03-31
[8] 웹사이트 Voitures électriques : la nouvelle plateforme Hyundai et Kia promet plus de 500 km d'autonomie https://www.automobi[...] 2020-12-03
[9] 웹사이트 전기차 전용 플랫폼 E-GMP의 5가지 핵심 장점 https://tech.hyundai[...] Hyundai Motor Group 2021-12-13
[10] 웹사이트 Hyundai to lead charge into electric era with EV platform 'E-GMP' https://www.hyundai.[...] 2020-12-02
[11] 웹사이트 Hyundai Unveils EV Platform, Will Have 23 Global Electric Vehicles by 2025 https://www.caranddr[...] 2021-12-13
[12] 웹사이트 Hyundai presents E-GMP electric car platform https://www.electriv[...] 2020-12-03
[13] 인터뷰 Looking into E-GMP: A Balance of Function and Sensibility https://tech.hyundai[...] Hyundai Motor Group 2021-12-13
[14] 뉴스 10 Things to Know About SiC https://www.powerele[...] 2021-03-17
[15] 뉴스 Hyundai's E-GMP EVs To Get Better Range And Improved Performance https://insideevs.co[...] 2023-01-09
[16] 웹사이트 Executive Interviews on E-GMP https://tech.hyundai[...] Hyundai Motor Group 2021-12-13
[17] 웹사이트 현대차그룹의 글로벌 전기차 전용 플랫폼 E-GMP에 관해 묻다 https://tech.hyundai[...] Hyundai Motor Group 2021-12-13
[18] 뉴스 Hyundai Rolls Out Skateboard-Like EV Platform https://www.wardsaut[...] 2020-12-02
[19] 뉴스 New Kia EV4 on course to grow electric SUV range https://www.autoexpr[...] 2021-12-21
[20] 웹사이트 本日ヒョンデが公開した商標です https://x.com/Enhanc[...] 2024-07-10

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