IMA (Integrated Modular Architecture)

개요

IMA(통합 모듈러 아키텍처, Integrated Modular Architecture)는 현대차그룹이 도입한 전기차 개발 체계다. 배터리·모터·인버터를 비롯한 전기차 핵심 부품을 모듈 단위로 표준화한다. 표준화한 모듈은 차급과 플랫폼을 가리지 않고 여러 차종에 그대로 쓴다.

기존 개발 방식에서는 같은 플랫폼을 쓰는 차끼리만 부품을 공유했다. IMA에서는 차급이 달라도 핵심 모듈을 공유한다. 같은 부품을 더 많은 차에 나눠 쓰는 만큼 개발 기간과 원가를 줄인다.

현대자동차는 2023년 6월 CEO 인베스터 데이에서 중장기 전동화 전략 '현대 모터 웨이(Hyundai Motor Way)'를 공개하며 IMA 도입 계획을 밝혔다. IMA는 2020년 나온 전용 전기차 플랫폼 E-GMP를 잇는 2세대 개발 체계다. 현대차·기아·제네시스의 차세대 전기차에 적용하며, 적용 대상에는 제네시스 플래그십 전기차도 포함된다.

IMA 아래에는 실제로 차를 만드는 두 개의 전용 플랫폼이 있다. 승용 전기차용 eM과 목적기반차량(PBV, Purpose Built Vehicle)용 eS다.

등장 배경

현대자동차는 현대 모터 웨이에서 2030년 전기차 200만 대 판매를 목표로 내걸었다. 이를 위해 2032년까지 연평균 11조 원, 모두 109조 4,000억 원을 투자한다고 밝혔다. IMA 개발 체계 도입은 이 전략의 첫 항목이다.

전기차를 빠르고 싸게 여러 차급으로 늘리려면 부품을 최대한 공유해야 한다. 그런데 플랫폼 중심 개발에서는 같은 플랫폼을 쓰는 차끼리만 부품을 나눠 쓸 수 있다. 차급이나 플랫폼이 다르면 같은 기능의 부품도 따로 개발해야 한다.

현대차그룹은 이 한계를 풀기 위해 부품을 플랫폼이 아니라 모듈 단위로 표준화하기로 했다. 이것이 IMA다. 플랫폼 위에 차를 얹던 방식에서, 표준 모듈을 조합해 차를 만드는 방식으로 개발의 기준을 바꿨다.

구조와 모듈 체계

IMA에서 차급을 가리지 않고 적용하는 공용 모듈 시스템은 86개다. 기존 플랫폼 중심 개발에서 선행 개발하던 공용 부품이 23개 수준이던 것과 비교된다.

이 가운데 모터, 배터리, 인버터, 전기·전자, 자율주행 등 핵심 전략 모듈 13개는 플랫폼이 달라도 공유한다. 전용 전기차 플랫폼 E-GMP로 만든 아이오닉 5와, 내연기관 플랫폼을 바탕으로 만든 코나 일렉트릭은 지금은 모듈을 호환하지 못한다. IMA가 도입되면 두 차도 이 13개 모듈을 공유할 수 있다.

동력 부품은 하나로 묶었다. 모터와 인버터, 감속기를 합친 PE(Power Electric) 모듈이다. PE 모듈은 차체 앞쪽에 모아 배치한다.

제어기도 기능별로 통합한다. 주행 안전과 인포테인먼트처럼 따로 나뉘어 있던 제어 장치를 묶어, 소프트웨어 중심 차량(SDV, Software Defined Vehicle)의 개발 복잡도를 낮춘다. 제어기 수가 줄면 그만큼 기술 신뢰도를 높이기 쉽다.

디자인·공간 변화

IMA가 쓰는 전용 전기차 플랫폼은 스케이트보드 구조다. 모터·배터리·구동계를 편평한 하부 플랫폼에 모두 깔고, 그 위에 어퍼바디(upper body)를 얹는다.

하부에 동력 부품을 모으면 실내 바닥을 평평하게 만들 수 있다. 가운데 솟아 있던 센터 터널이 사라지고, 1열부터 3열까지 단차 없는 풀 플랫 플로어(full-flat floor)를 만들 수 있다.

동력 부품을 묶은 PE 모듈은 앞쪽에 모아 배치한다. 운전석도 최대한 앞으로 당긴다. 그만큼 탑승 공간과 화물 공간이 넓어진다.

PBV용 플랫폼에는 차체 외판을 모듈화한 플렉시블 바디 시스템을 적용했다. 앞쪽 공용부는 고정하고, 뒤쪽은 슬라이딩 도어·테일게이트·루프 높이·쿼터 글라스를 블록처럼 바꿔 끼운다. 이 방식으로 기아 PV5는 한 플랫폼에서 7가지 바디 타입으로 나온다.

하부 구조와 동력계를 표준화하면, 그 위 어퍼바디는 용도에 따라 다르게 구성할 수 있다. 표준화한 드라이브 모듈 위에 승객용·화물용 라이프 모듈을 바꿔 올려, 형태가 다른 차를 한 플랫폼에서 만든다.

적용 플랫폼과 차종

eM (승용 전용)

eM은 IMA 아래 개발하는 승용 전기차 전용 플랫폼이다. E-GMP의 뒤를 잇는다. 표준 모듈을 적용해 공용 범위를 넓혔다. E-GMP가 주로 중형 SUV 차급을 다뤘다면, eM은 소형부터 초대형 SUV, 픽업트럭, 제네시스 상위 차종까지 거의 모든 차급을 한 플랫폼으로 다룬다.

성능 목표도 올렸다. 현대차그룹은 eM이 현행 전기차 대비 주행거리를 50% 이상 늘리고, 레벨 3 수준 자율주행을 지원하도록 개발한다고 밝혔다. E-GMP 기반 전기차의 1회 충전 주행거리가 600km대인 만큼, 900km에 가까운 주행거리를 목표로 한다는 뜻이다.

eM을 처음 적용하는 차는 제네시스 GV90(프로젝트명 JG)이다. 당초 기아 준대형 세단 GT1이 첫 적용 차로 꼽혔으나, 사업성이 낮다는 판단으로 개발이 취소됐다.

GV90은 제네시스의 첫 전기 플래그십 SUV다. F세그먼트 대형 SUV로, 제네시스 콘셉트카 네오룬(Neolun)의 형태 요소를 반영한다. 양산은 울산 전기차 전용 공장에서 이뤄진다. 시점은 2025년 4분기에서 2026년으로 거듭 미뤄졌다. 두 번째 eM 적용 차로는 제네시스 2세대 GV80 전기차(프로젝트명 JX2)가 예정돼 있다.

현대자동차는 E-GMP와 eM을 바탕으로 2025년부터 2030년까지 현대차 4종, 제네시스 5종의 승용 전기차를 내놓기로 했다.

eS·E-GMP.S (PBV 전용)

eS는 PBV 전용 플랫폼이다. 2023년 계획 단계에서 eS로 불렸고, 2025년 'E-GMP.S(Electric-Global Modular Platform for Service)'라는 이름으로 공개됐다.

E-GMP의 전동화 기술을 잇되, 물류·승객 운송 같은 사업용 차에 맞췄다. 셀투팩(Cell to Pack) 배터리를 적용해, 모듈 케이스가 차지하던 공간을 셀로 채워 같은 크기에서 더 긴 주행거리를 낸다. 충전 시스템은 400V로 시작해 차급에 따라 800V까지 확장한다.

E-GMP.S를 처음 적용한 차는 기아 PV5다.

장점과 한계

IMA의 가장 큰 목적은 원가 절감이다. 같은 모듈을 여러 차급에 나눠 쓰면서 부품당 생산량을 키워 규모의 경제를 노린다. 공용 부품으로 개발 과정을 단순화해 개발 기간도 줄인다.

차급 확장도 장점이다. 한 체계로 소형부터 초대형까지 거의 모든 차급을 다룰 수 있어, 라인업을 빠르게 넓히고 차종별 개발 부담을 줄인다. 제어기를 통합해 SDV 개발이 단순해지는 점도 효과로 든다.

한계는 일정이다. 도입 목표 시점은 2025년이었지만, 첫 적용 차들이 2026년 이후로 미뤄졌다. 배경에는 전기차 수요 둔화가 있다. 기아는 첫 eM 적용 차로 개발하던 준대형 세단 GT1을 사업성이 낮다는 이유로 취소했다. 제네시스 GV90도 양산 시점을 여러 차례 늦췄다.

순수 전기차 수요가 주춤하면서, 제네시스는 하이브리드와 주행거리 연장형 전기차(EREV, Extended Range Electric Vehicle)로 진출할 세그먼트를 넓히겠다고 예고했다.