Hyundai E-GMP (Electric Global Modular Platform) là nền tảng xe điện chạy bằng pin chuyên dụng dành cho ô tô của Hyundai Motor Group. Đây là nền tảng chuyên dụng chỉ chạy bằng điện đầu tiên của Hyundai. Nó đã được sử dụng cho ô tô Hyundai, Kia và Genesis bắt đầu từ năm 2021. Nó tuân theo Hệ thống Power Electric System (PE System) trước đó của Hyundai, mô tả hệ thống truyền động của xe điện, bao gồm động cơ kéo, pin lưu trữ và thiết bị điện tử công suất.
Lịch sử
Hệ thống PE có chức năng tương tự đối với xe điện như động cơ và hộp số đối với xe chạy bằng động cơ đốt trong thông thường. Hệ thống PE thế hệ đầu tiên sử dụng mô-đun điện tử động cơ kéo và biến tần rời rạc, được kết nối bằng cáp ba pha màu cam. Trong hệ thống PE thế hệ thứ hai, động cơ và biến tần đã được tích hợp, đồng thời dây cáp và đầu nối đã biến mất.
Vào năm 2017, Hyundai đã xác nhận các báo cáo rằng họ đang phát triển một nền tảng chuyên dụng cho xe điện; vào thời điểm đó, chỉ có một số ít nhà sản xuất đã làm như vậy. Hệ thống PE thế hệ thứ ba bao gồm một mô-đun truyền động tích hợp, nhỏ gọn, bao gồm động cơ kéo, hộp số giảm tốc và bộ biến tần. Hệ thống PE thế hệ thứ ba được sử dụng trong nền tảng E-GMP. Hệ dẫn động bốn bánh được cung cấp bằng cách đặt động cơ ở bánh trước và sau. Việc tích hợp vỏ biến tần động cơ đã hạ thấp chiều cao của biến tần xuống khoảng 30 mm (1,2 in).
Hệ thống PE cũng đã được lắp vào mẫu concept Hyundai Vision FK, một mẫu xe điện hydro thân thiện với môi trường. Trong chiếc xe này, Hệ thống PE đã được kết hợp với hệ thống pin nhiên liệu hydro.
Hệ thống pin tiêu chuẩn có thể được điều chỉnh và triển khai như một phần của hệ thống phù hợp với một phân khúc xe cụ thể. Hệ thống này được cho là tối đa hóa phạm vi lái xe hoặc đáp ứng nhu cầu của khách hàng.
Technical design
Nền tảng E-GMP là kiến trúc 800 V với chiều dài cơ sở có thể mở rộng và hỗ trợ pin từ nhiều nhà sản xuất. Động cơ, bộ biến tần và hộp số được tích hợp vào một bộ truyền động duy nhất (Powertrain unit).
Traction motor – Động cơ kéo
Cả động cơ đơn 2WD (trục sau) và động cơ kép AWD đều được hỗ trợ. Hyundai tuyên bố động cơ này hiệu quả hơn khoảng 10% so với động cơ thông thường do “công nghệ quấn kẹp tóc” (hairpin winding technology), cho phép các cuộn dây được quấn dày đặc hơn và làm mát hiệu quả hơn.
Hộp số giảm tốc truyền động
Bộ truyền động làm giảm tốc độ động cơ kéo và tác dụng mô-men xoắn lên trục dẫn động. Điều này giúp tăng mô men xoắn tại bánh xe một cách hiệu quả cho xe điện. Ngoài ra, Bộ ngắt kết nối hộp số EV (EV Transmission Disconnector) được cung cấp, cho phép ngắt kết nối động cơ và trục dẫn động, cho phép chuyển số tự do giữa 2WD (dẫn động hai bánh) và 4WD (dẫn động bốn bánh). Tính năng này chỉ khả dụng cho hệ dẫn động bốn bánh toàn thời gian.
Pin và sạc
Pin Li-ion có kích cỡ nhỏ gọn và bộ pin được thiết kế cao 13 cm (5,1 in). Xe E-GMP dự kiến có phạm vi hoạt động ít nhất là 500 km (310 dặm) theo chu kỳ thử nghiệm WLTP. Xe sẽ hỗ trợ sạc nhanh 200 kW; Hyundai tuyên bố rằng sạc trong 18 phút sẽ khôi phục 80% dung lượng (80% SOC của 77,4 kWh trong 18 phút) và sạc trong 5 phút sẽ tăng thêm 100 km (62 dặm) phạm vi hoạt động khi sử dụng nguồn sạc nhanh DC công suất cao (800 V/350 kW). Bằng cách chuẩn hóa loại và kích thước pin, việc sửa chữa có thể được thực hiện kinh tế hơn bằng cách thay thế một mô-đun duy nhất, thay vì toàn bộ bộ pin. Hyundai tuyên bố rằng mật độ công suất đã tăng 10% với E-GMP.
Cơ sở hạ tầng sạc nhanh DC hiện tại (tính đến năm 2022) có công suất và điện áp là 50–350 kW và 400-920 V. Thiết bị điện tử E-GMP hỗ trợ điện áp của cả hệ thống sạc 400 V và 800 V và cung cấp khả năng sạc hai chiều (V2L (110/230 V và lên đến 3,7 kW), V2V và V2G). Nền tảng này sử dụng động cơ/bộ biến tần của xe để chuyển đổi dòng điện DC đầu vào ở mức 400 V thành 800 V.
Inverter – Biến tần
Biến tần chuyển đổi năng lượng điện một chiều được lưu trữ trong pin thành điện xoay chiều được sử dụng trong động cơ kéo. Mô-đun nguồn biến tần đi kèm với chất bán dẫn silicon carbide (SiC). Những chất này đã được chứng minh là hiệu quả hơn so với các chất bán dẫn hiện có chỉ được làm bằng Silicon, vì một nhưng không giới hạn ở việc tăng khả năng quản lý nhiệt, trong đó độ dẫn nhiệt của silicon carbide là 1490W/m-K (Watt trên mét-Kelvin), so với 150 W/m-K do Silicon cung cấp. SiC được sử dụng cho động cơ phía sau (chính) để giảm thiểu tổn thất chuyển đổi và tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng trong các mạch điện áp cao và dòng điện cao. Động cơ phía trước, trên các xe được trang bị như vậy, sẽ sử dụng thiết bị điện tử công suất dựa trên silicon để giảm chi phí. Vào năm 2022, Hyundai đã thông báo rằng họ cũng sẽ chuyển sang SiC cho biến tần động cơ phía trước, cải thiện hiệu suất và phạm vi hoạt động khoảng 5%.
Chassis – Khung gầm
Nền tảng này hỗ trợ chiều dài cơ sở trên 3.000 mm (118,1 in). E-GMP hỗ trợ nhiều kích thước và cấu hình xe khác nhau, bao gồm phân khúc C, phân khúc E, CUV, sedan và SUV, bao gồm cả SUV ba hàng ghế với bảy chỗ ngồi. Albert Biermann tuyên bố rằng “những chiếc xe điện [phái sinh] hiện có trên nền tảng ICEV sẽ có một số mở rộng thành các phân đoạn nhỏ hơn”, điều này được làm rõ có nghĩa là những chiếc xe điện nhỏ hơn sẽ tiếp tục sử dụng nền tảng dẫn động cầu trước. Hệ thống treo sau sử dụng kết cấu năm liên kết. Trục dẫn động tích hợp được sử dụng, trong đó trục dẫn động và ổ trục bánh xe là một khối duy nhất; điều này làm giảm số lượng các bộ phận và tăng độ cứng vững.
Pin được gắn vào khung toàn chu vi bằng tám bu lông chạy hoàn toàn qua pin để tăng độ bền. Vùng hấp thụ lực phía trước và phía sau được thiết kế để hấp thụ và tiêu tán năng lượng của một tác động tiềm ẩn, đồng thời thép cường độ cao được sử dụng để bảo vệ pin và khoang hành khách.
