“성공하면 초대박” 현대차 신형 전기차 700km 주행, 확 바뀐다!

플랫폼에 목숨 거는 제조사들

건물과 사람, 그리고 지구상의 모든 것들이 큰 틀을 가지고 있듯이, 자동차 역시 그러하다. 이 큰 틀을 ‘플랫폼’이라고 부르며, 그것은 핵심 부품의 배치를 결정하고, 성능과 디자인을 지정하는 기반을 제공한다.

플랫폼에는 엔진과 변속기 같은 동력계통, 스티어링 휠 같은 조향 장치, 감속과 정차를 위한 제동 장치, 노면 충격을 상쇄하는 서스펜션 등이 탑재된다. 이러한 플랫폼은 신차 개발 비용과 시간을 줄이는 데 큰 역할을 한다.

특히, 잘 설계된 플랫폼 하나로 여러 차종의 부품을 공유함으로써 비용을 절감하고, 변화하는 자동차 트렌드에 신속하게 대응할 수 있다. 전기차 역시 전용 플랫폼이 필요하다. 내연기관차와 다른 동력계 부품과 주행 특성을 고려했을 때, 최적의 효율을 구현하려면 반드시 적용 돼야 한다.

못 만들면 망한다, 전기차 플랫폼

전기차 플랫폼은 스케이트보드처럼 평평하고 넓은 바닥이 특징이다. 평평한 바닥에 배터리 팩이 배치 되는데, 이 부분의 무게가 상당히 무겁기 때문에 전기차의 무게 중심을 아래로 내려 주행 안정성을 높이는 데 기여한다.

또한 모터 및 감속기를 배치할 공간을 수월하게 확보할 만큼 부피가 작다. 주행 특성상, 전기차는 후륜 구동이 기본이며, 고성능 모델은 앞에 전륜 모터를 추가로 장착한다. 간혹 전륜 모터 하나에 후륜 모터 두 개를 배치해, 하이퍼카 급 성능을 구현하는 경우도 있다.

한편 내연기관차와 달리 모터는 4행정 사이클이 필요 없고, 동력을 별도 동력축을 이용해 전달할 필요가 없다. 즉, 동력 전달 과정이 단순해 동력 손실을 최소화하고, 가속페달을 밟았을 때 응답 지연시간이 없다.

한편 전기차의 실내는 체급대비 넓게 확보 가능하다. 내연기관차에선 절대 구현할 수 없는 항목이다. 엔진룸이 차지하는 부피가 적고, 실내를 가로지르는 센터 터널이 없어 동일 내연기관차 보다 더 넓은 공간을 제공한다.

예를 들면, 아이오닉 5는 준중형 크기이지만, 휠베이스는 팰리세이드보다 10cm나 길어 여유로운 거주성을 자랑한다. 심지어 실내를 구성하는 시트와 대시보드 등의 부품들도 기존보다 더 얇게 제작되어 공간 활용을 극대화한다.

이런 전기차의 특성은 내연기관차와는 다른 부품 구성을 필요로 하기 때문에, 플랫폼 역시 특성에 맞게 별도 개발이 필요한 것이다. 잘 설계된 플랫폼 하나만으로도 다양한 차급을 아우르고 신차 개발 속도를 빠르게 가져갈 수 있다. 앞으로 자동차 제조사 규모를 떠나, 자체 전기차 플랫폼이 없으면 신차 개발에 상당한 제약이 발생해, 경쟁력에서 밀리게 된다. 이런 이유로 거의 모든 제조사들이 천문학적인 금액을 태워 전기차 전용 플랫폼 개발에 나서고 있는 것이다.

현대차의 경우 E-GMP 플랫폼 만으론 부족했는지, eS, eM 플랫폼을 추가로 개발 중이다.

E-GMP 후속 플랫폼 개발중

현대차그룹은 E-GMP 플랫폼을 활용해 현대차와 기아, 제네시스의 전기차를 개발 해왔다. 앞으로도 이 플랫폼을 활용할 예정이기는 하지만, 벌써부터 신규 플랫폼 개발에 뛰어든 상황이다. 지금은 플랫폼 하나로 돌려쓰는 느낌이지만, 몇 년 후엔 eM과 eS 플랫폼 두 가지로 세분화할 예정이다.

E-GMP가 전기차에 최적화된 큰 틀을 완성하고 기준을 제시한 기념비적인 플랫폼이라면, eM과 eS는 전기차에 적용되는 배터리와 모터 등 각종 파츠까지 표준화 시키고 상용 및 승용으로 나눠 더 큰 효율을 내는 것을 목표로 하고 있다. 또한 주행 안전성과 차량용 인포테인먼트 등 기능별로 제어 장치도 통합한다. 이는 SDV(소프트웨어 중심 차량) 개발 복잡도를 낮춰 기술 신뢰도를 높이기 위함이다.

현대차그룹은 이 과정을 통합 모듈러 아키텍처(IMA)라 부르고 있고, 이를 2025년까지 완성한다고 밝힌 바 있다.

E-GMP 후속 플랫폼, eM

그렇다면, eM와 eS는 어떤 특성을 가지고 있을까? 굳이 두 가지로 나눴다는 건 각각의 플랫폼의 목적이 다르다는 것을 암시한다.

eM 플랫폼은 승용 전기차 전용이다. 기존 E-GMP 플랫폼에 비해 다양한 차종에 적용할 수 있는 범용성이 강점이다. 또한, 주행거리 50% 연장, 높은 수준의 자율주행, OTA 성능 업데이트 등 향상된 기능들이 기본적으로 적용된다. 만약 아이오닉 5의 플랫폼이 eM으로 변경되면, 600~700km 수준의 상당한 주행거리를 기대할 수 있을 것이다.

상용차 플랫폼 eS

한편 eS 플랫폼은 배송, 차량 호출 서비스 등에 초점을 맞춘 상용차 플랫폼이다. 이 플랫폼의 주요 목표는 제조비용 절감이다. 물론, 품질을 낮춘다는 의미가 아니다. 배터리, 모터, 시스템 등을 표준화하며 차량 제작 원가를 낮추고 성능을 향상시키는 것이 핵심이다.

실제 구현될 경우, 배터리 에너지 밀도 50% 향상, 비용 40% 절감, 전기모터 무게 30% 감소, 비용 35% 절감을 달성하게 된다. 그리고 부품을 모듈화 할 경우 중구난방이었던 배터리 팩을 9가지로, 모터를 5가지 타입으로 간소화 할 수 있다. 쉽게 말해 각 부품들을 레고 블록처럼 모듈화 해, 원하는 신차를 단기간 내에 개발하고 성능과 비용까지 개선할 수 있는 여지를 만들겠다는 의미다.

한편 현대차그룹은 배터리를 차체에 직접 부착하는 셀 투 프레임 방식을 고민 중이다. 아직 확정된 사항은 아니지만, 배터리 팩 제작 시 셀-모듈-팩 과정에서 모듈을 생략해, 추가되는 부품이나 차지하는 공간을 줄이는 것이 가능하다. 또한 남은 공간을 배터리로 채워 주행거리를 늘리는 등 가장 현실적인 개선 방안이다. 이미 테슬라, 폭스바겐, CATL, BYD 등 주요 제조사들은 이미 적용했거나 개발 중인 관련 기술로, 향후 전기차 트렌드로 자리 잡을 전망이다.

현대차는 체급 별 전기차를 출시해, 경형부터 대형에 이르기까지 전기차 풀 라인업을 완성한다는 방침이다. 다만 eS의 경우, 첫 모델은 중형을 우선 출시할 것으로 알려졌다. 과연 현대차가 그리는 미래가 성공적으로 구현될 수 있을까?