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전기자동차 플랫폼
전기자동차 플랫폼(EV Platform)은 성능 개선과 비용 절감을 위해 배터리를 자동차 하부에 탑재하고 전륜과 후륜에 각각 전기모터를 배치하는 등 무게, 구조를 전기자동차 특성에 맞게 개발한 일종의 자동차 뼈대, 즉 전기자동차 전용 제작틀이다. 전기자동차 플랫폼을 개발해 전기차를 생산하고 있는 미국의 테슬라(Tesla)를 선두로 다임러(Daimler AG), 폭스바겐(Volkswagen), 현대자동차㈜(Hyundai Motor Company), 제너럴모터스(GM; General Motors Corporation), 토요타(Toyota Motor Company) 등 주요 자동차 업계도 전기자동차 플랫폼의 필요성을 인식하고 개발 경쟁에 나서고 있다.
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목차
개요
그동안 기존 자동차 제조 업체들은 내연기관 플랫폼을 기반으로 전기차를 만들었다. 전기자동차 플랫폼 하나를 개발하려면 상당한 자금과 시간을 투자해야 하는데 전기차 시장 전망에 불확실성이 컸던 탓에 전기자동차 전용 플랫폼 개발에 소극적이였다. 하지만 전기자동차의 선두주자 테슬라의 성공은 전기차 뿐만 아니라 경쟁자들 마저 전기차 산업에 뛰어들게 하는 산업 자체의 변화를 이끌어냈으며 주요 자동차 업체들은 성능 개선과 비용 절감의 목적으로 전기차 전용 플랫폼을 개발하기 위한 경쟁에 나서게 된다.[1] 전기차 전용 플랫폼을 한번 개발하면 이를 적용한 다양한 전기차를 더 효율적으로 생산할 수 있어 생산성을 크게 높일 수 있으며 디자인의 자유도 역시 높다. 전기차에 꼭 맞는 틀을 사용해 주행거리를 늘리고 에너지 효율을 극대화하는 한편, 급속충전 등 필요한 기술도 쉽게 적용할 수 있다.[2] 또한, 전기자동차 플랫폼은 내연기관 플랫폼과 다르게 차체 바닥을 평평하게 제작할 수 있고 내연기관에 탑재되는 엔진과 변속기 그리고 연료탱크 등이 차지했던 공간을 확보할 수 있기 때문에 실내 공간의 활용성이 뛰어나다. 테슬라를 포함하여 폭스바겐, 메르세데스-벤츠, 다임러, 볼보(Volvo), 제네럴모터스 등 거대한 자동차 업체들이 앞다퉈 전기차 전용 플랫폼을 발표하는 것은 앞으로 자동차 시장이 전기차 중심으로 빠르게 재편될 것을 암시한다.[3]
제품
폭스바겐 플랫폼
MEB 플랫폼
MEB 플랫폼(Modular electric drive matrix platform)은 폭스바겐에서 개발한 전기자동차 전용 플랫폼이다. MEB 플랫폼의 가장 큰 특징은 확장성과 원가절감으로, 세단부터 크로스오버 그리고 SUV에 이르기까지 다양한 차종에 적용할 수 있다는 것과 핵심 부품을 모듈화해 대량 생산과 원가 절감을 할 수 있다는 점이다.[4] 2018년에 공개된 MEB 플랫폼은 대용량 배터리를 차량 바닥 면에 설치해 넓은 내부 공간을 확보할 수 있으며 공간 활용성과 주행 안전성을 향상시켰다. 또한 폭스바겐 그룹 컴포넌트가 개발한 강력한 배터리 시스템 덕분에 고속 충전 시스템을 사용하면 약 30분 만에 배터리를 80%까지 충전 할 수 있다. 폭스바겐은 MEB 기반의 전기차 브랜드 아이디를 발표하고, 2020년부터 아이디 3(ID.3)을 시작으로 아이디 4(ID.4)까지 라인업을 확장하고 있으며 2018년 9월 일렉트릭 포 올(Electric For All) 전략을 선포하고 전기차 회사로 변신을 선언했으며 MEB 플랫폼을 통해 향후 10년 동안 55종, 1500만대의 전기차를 생산하겠다고 밝혔다.[5][6] 2018년 9월 일렉트릭 포 올(Electric For All) 전략을 선포하고 전기차 회사로 변신을 선언했으며 MEB 플랫폼을 통해 향후 10년 동안 55종, 1500만대의 전기차를 생산하겠다고 밝혔다.[5]
MLB evo 플랫폼
MLB evo 플랫폼(Modular Longitudinal Matrix Platform)은 사륜구동 또는 프런트 세로 배치 엔진을 사용하는 모델에 대한 모듈형 플랫폼으로 아우디에서 처음으로 선보인 전기차 전용 모델 E-트론(E-Tron)에 적용됐다. 그 후 2015년까지 아우디 Q5, 아우디 Q7, 아우디 Q8에 적용하면서 라인업을 넓혀나갔다.[7] 아우디의 관계자는 MLB evo 플랫폼의 가장 큰 특징은 '모든 모터와 변속기의 균일한 위치'라고 설명했다. 모든 모터를 동일한 장소에 장착함으로써 자동차를 제작할 때 엔지니어링 비용과 복잡성을 최소화 할 수 있으며 또한 서로 다른 다양한 브랜드의 모델들을 같은 공장에서 제조할 수 있게 해 제작 비용을 더욱 절감할 수 있다고 밝혔다.[8] MLB evo 플랫폼을 통해 가솔린, 디젤, LPG, 하이브리드, 전기모터 엔진 등 마운트 코어를 공유할 수 있으며 변형이 불가능한 요소는 앞 유리 각도, 페달 박스, 엔진 방화벽 및 앞 바퀴 위치 뿐이며 차량에 필요한 구동 트레인에 맞게 확장하고 형상화 할 수 있다는 특징이 있다.[9]
J1 플랫폼
J1 플랫폼(J1 Platform)은 폭스바겐 그룹이 스포츠카를 전동화하기 위해 개발한 플랫폼이다. J1 플랫폼은 충분한 배터리 용량을 확보하면서도 스포츠 드라이빙에 적합한 최적의 무게 중심을 설계했다는 것이 가장 큰 특징이다. 이상적인 무게 중심을 설계하기 위해 J1 플랫폼은 차체 바닥과 함께 차축 사이에 T자형 배터리를 탑재했고 이를 통해 충분한 배터리 용량을 확보하면서도 동시에 낮은 드라이빙 포지션을 가질 수 있어 스포츠 드라이빙에 매우 적합한 플랫폼이다. 또한 CFRP와 같은 복합소재를 폭넓게 적용해 스포츠카로서의 이상적인 무게 조건을 만들어 냈으며 강력한 성능을 발휘한다. J1 플랫폼이 처음으로 적용된 모델은 아우디 E-트론 GT 모델로 최고속도는 240km/h, 830Nm(612.2lb-ft) 토크의 시스템 성능을 출력하는 2개의 영구 동기식 기계(PSM)가 장착되어 있다. 800V 고전압 시스템은 배터리를 20분만에 80%까지 충전하며 제로백은 3.5초로 짧은 편이다.[10]
SSP
SSP(Scalable Systems Platform)는 폭스바겐 그룹이 개발하고 있는 차세대 전기차 전용 플랫폼이다. SSP는 내연기관의 MQB와 MSB, MLB 플랫폼과 전기차 플랫폼인 MEB, PPE의 후속 플랫폼으로 세 개의 내연기관 플랫폼을 두 개의 전기차 플랫폼으로 통합시켰고, 궁극적으로는 전체 제품 포트폴리오를 위한 하나의 아키텍처로 통합의 범위를 늘려가고 있다. 전문가들은 이 차세대 모델을 완전한 전기화, 디지털화와 더불어 뛰어난 확장성을 갖추게 될 것이며, 이를 기반으로 4천만 원대 이상의 차량이 생산될 것으로 예상하고 있다.[11] 폭스바겐 그룹은 배터리의 비용과 복잡성을 줄이는 동시에 범위와 성능을 높이기 위해 2023년 새로운 통합 배터리셀을 출시하고 2030년까지 전기차의 80%에 이를 탑재할 계획이라고 밝혔다. SSP에 탑재될 통합 배터리셀은 각형으로 제작될 예정이며 새로운 통합 배터리셀을 제작하고 차량에 탑재한 뒤 차세대 배터리인 고체 배터리로 전환한다는 계획이다. 폭스바겐 그룹은 2025년까지 SSP 개발을 완료하고 배터리셀과 마찬가지로 2030년까지 모든 세그먼트에 SSP를 기반으로 하는 전기차를 투입할 예정이다. SSP는 폭스바겐의 순수전기차 아이디3(ID.3)과 아이디4(ID.4), 스코다 엔야크, 아우디 Q4 E-트론에 적용된 MEB 플랫폼을 대체할 예정이다.[12]
메르세데스-벤츠의 EVA 플랫폼
EVA 플랫폼(Electric Vehicle Architecture Platform)은 독일의 자동차 제조사 메르세데스-벤츠에서 개발하고 생산하는 전기자동차 전용 자동차 플랫폼이다. 메르세데스-벤츠가 '다중 모델 차량 아키텍처'라고 부르는 EVA 플랫폼은 전기차의 선두주자인 미국의 테슬라의 플랫폼과 유사한 레이아웃을 구사한다. 플랫폼은 엔진과 변속기 등 자동차의 기본적인 구성 요소를 장착할수 있게 제작한 일종의‘뼈대’이며 EVA 플랫폼을 개발한 메르세데스 벤츠는 구성 방식을 뜻하는‘아키텍처’라는 용어를 사용한다. EVA 플랫폼은 기본적으로 리튬 이온 배터리를 사용하며 가볍고 슬림한 배터리가 차량 바닥에 탑재되어 내부공간을 최대화하면서 차체의 낮은 무게 중심을 만들어낸다.[13] 또한 양쪽 차축에 전기 모터가 연결되어 후륜구동 기반 사륜구동이 가능하고 모듈러 방식을 채택했다는 것이 특징이다.[14] 메르세데스-벤츠는 EVA 플랫폼을 대형 자동차용, 세단 및 SUV에 적용할 예정이며 벤츠 EQS, 벤츠 EQE 그리고 향후 출시될 벤츠 EQS SUV 와 벤츠 EQE SUV에도 탑재될 예정이라고 밝혔다.
현대자동차㈜의 E-GMP 플랫폼
E-GMP(이-쥐엠피, Electric Global Modular Platform)는 현대자동차그룹이 개발한 전기자동차 전용 플랫폼이다.
제네럴모터스의 BEV3 플랫폼
도요타의 E-TNGA 플랫폼
볼보의 SEA 플랫폼
SEA 플랫폼(Sustainable Experience Architecture Platform)은 볼보(Volvo)의 모기업인 중국 지리자동차(Geely Auto)가 다양한 모델을 효율적으로 출시하기 위해 개발한 첫 번째 전기자동차 플랫폼이다. SEA 플랫폼은 지속 가능한 경험을 담은 아키텍처라는 의미를 갖고 있으며, 전기자동차에 대한 지리자동차의 의지가 담겨 있는 전기자동차 플랫폼이다. SEA 플랫폼은 많은 양의 알루미늄을 사용하기 때문에 차량을 수준급의 경량화를 이루었고 주행에 대한 안전성을 높이기 위해 전률 조향 시스템을 적용했다. 또한 전 세계적으로 가장 넓은1,800mm ~ 3,300mm 축간거리 범위를 가지고 있으며 범위는 경차부터 대형차까지 모두 이 구조로 제작된다. 지리자동차는 SEA 플랫폼을 통해 자율주행 및 커넥티드 기술이 탑재된 지능형 차량을 보다 능동적으로 개발할 수 있게 됐고, 향후 출시될 전기자동차에 SEA 플랫폼을 순차적으로 적용할 계획이라 밝혔다. SEA 플랫폼을 적용한 모델로는 지커001(Zeekr 001), XC20, 링크앤코 제로 콘셉트(Lynk & Co Zero Concept)가 있다.
아우디와 포르쉐의 PPE
PPE(Premium Platform Electric)는 2018년에 발표한 폭스바겐 그룹의 새로운 전기차 전용 플랫폼으로, MEB 플랫폼과 J1 플랫폼의 강점을 결합해 설계한 프리미엄 레벨의 전기차 전용 플랫폼이다. PPE는 배터리와 전기모터를 가장 이상적인 곳에 배치해 실내 공간 활용도가 높으며 세단부터 SUV에 이르기까지 다양한 모델에게 적용할 수 있는 범용성이 매우 뛰어나다는 특징이 있다. PPE가 적용된 첫 번째 모델은 아우디 A6 E-Tron으로 DC 고속 충전을 지원하는 800V 아키텍처를 통해 효율적인 냉각 시스템과 결합되어 약 20분 만에 80%를 충전할 수 있으며 완충시 700km를 주행할수 있다.[15] PPE 기반 EV는 단일 모터 기반 전륜구동 및 이중 모터 기반 사륜구동 구성으로 제작되는데 이중 모터 전륜구동 모델에는 앞바퀴에 동력을 공급하는 영구 자석 동기 모터 또는 비동기 모터가 있으며 최대 475kW(646PS/637hp)의 출력을 발생한다.[16] PPE는 프리미엄 전기차 플랫폼으로 토크 벡터링, 에어 서스펜션, 사륜 조향 시스템 등 고급화된 기술을 탑재할 수 있어, 향후 2022년 포르쉐 마칸과 아우디 Q5 E-Tron의 EV 버전이 PPE를 기반으로 제작되어 공개될 예정이다.[17]
레몬 플랫폼
레몬 플랫폼(Lemon Platform)은 장성자동차가 개발한 플랫폼으로 고도로 지능적인 모듈식 기술 플랫폼이다. 유연성과 고성능, 안전성과 경량성을 자랑하며 NCAP 5성 안전 등급 및 IIHS의 최고 등급 등 엄격한 요건을 부족함 없이 충족했다. 또한 124종류의 운영 조건 테스트와 8,000개 이상의 가상 시뮬레이션 업데이트 및 최적화가 적용되었다. 실제 충돌 시나리오를 중심으로 비표준 작동 조건을 분석 및 연구를 통해 레몬 플랫폼은 세계에서 가장 엄격한 요건을 충족하고 모든 측면에서 사용자의 주행 안전을 개선할 수 있는 몇 안 되는 플랫폼 중 하나로 인식된다.[18] 레몬 플랫폼이 적용된 차량은 고강도 강철 섀시 덕분에 차량의 중량이 크게 감소하며 차체 측면 강성이 15%, 조향 정확도 16%, 차체 피치 각도 50%로 크게 향상 시킬수 있다. 또한 파워트레인과 관련하여 내연 기관 자동차, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 연료 전지 등 4가지 방식 모두 호환이 가능하다는 점이 있다. 레몬 플랫폼을 이용하면 연비 효율이 크게 향상되는데 장성자동차에 따르면 2022년에 기존 엔진의 경우 41%, 하이브리드 파워트레인의 경우 42%의 열효율을 가지며 2025년에는 51.5%로 증가할 것이라고 밝혔으며 2세대 수소연료전지 동력 시스템을 탑재한 차량의 경우 최대 1,100km의 주행거리와 4.56초의 제로백이 가능할 것이라고 밝혔다. 레몬 플랫폼이 적용된 모델은 장성자동차의 하발 H6 3세대와 하발 H6 하이브리드 그리고 하발 빅독이 있다.[19]
각주
- ↑ 유창욱 기자, 〈‘전기차 전용 플랫폼' 개발 나선 자동차 업계, 이유는?〉, 《이투데이》, 2021-02-23
- ↑ 연선옥 기자, 〈글로벌 車업계 '전기차 플랫폼' 경쟁… "테슬라 잡고 점유율 늘리자"〉, 《매일경제》, 2020-12-08
- ↑ 신석주 기자, 〈전기차 대세, ‘플랫폼’에 사활 걸다〉, 《매일경제》, 2021-02-16
- ↑ 박구인 기자, 〈‘뼈대’부터 다른 전기차 만든다… 전용 플랫폼 개발 전쟁〉, 《국민일보》, 2020-07-12
- ↑ 5.0 5.1 이동현 기자, 〈껍데기만 씌우면 전기차가 된다?…사활 건 전기차 플랫폼 전쟁〉, 《중앙일보》, 2019-05-06
- ↑ 최영재 자동차 칼럼니스트, 〈전기차 전용 플랫폼의 기술 혁신〉, 《카마》
- ↑ 〈폭스바겐그룹의 미래, 전기차 플랫폼을 소개합니다〉, 《뉴스룸》, 2021-02-04
- ↑ 〈Volkswagen Group MLB platform〉, 《위키피디아》
- ↑ 슈퍼카 닷컴, 〈폭스바겐 그룹이 야무지게 돌려쓰는 마스터키, MLB evo 플랫폼〉, 《네이버 포스트》, 2019-04-05
- ↑ 〈platform – the first e-tron GT concept〉, 《아우디테크놀리지포털》
- ↑ 〈아무리 결함 많아도 현대차〉, 《뉴스룸》, 2021-07-14
- ↑ 박상우 기자, 〈폭스바겐 그룹, 차세대 EV 플랫폼 이원화. 폭스바겐은 SSP, 아우디, 포르쉐는 PPE〉, 《엠오토데일리》, 2021-03-26
- ↑ Viknesh Vijayenthiran, 〈First look at Mercedes' modular platform for electric cars〉, 《모터 어도리티》, 2016-06-13
- ↑ 〈메르세데스-벤츠 EVA 플랫폼〉, 《나무위키》
- ↑ Viknesh Vijayenthiran, 〈First details on PPE electric car platform for future Audis and Porsches〉, 《모터어도리티》, 2020-07-16
- ↑ Sagar Parikh, 〈Everything we know about the Porsche Audi PPE platform〉, 《탑일렉트릭에스유브이》, 2021-08-17
- ↑ 〈Volkswagen Group Premium Platform Electric〉, 《위키피디아》
- ↑ 〈GWM's L.E.M.O.N. Platform Leads a New Trend of Safe Driving in the World〉, 《GWM 공식 홈페이지》
- ↑ Mary, 〈Something about GWM’s Lemon platform〉, 《가스구》, 2020-08-17
참고자료
같이 보기
