현대의 이동 수단인 자동차가 전기로 움직인다는 개념은 우리에게 익숙합니다. 그중에서도 전기 자동차의 핵심 요소 중 하나는 배터리입니다. 배터리는 자동차의 동력원이자 주행 거리를 결정하는 핵심적인 부품 중 하나로, 전기차의 성능과 효율성에 중대한 영향을 미칩니다. 그렇기 때문에 배터리 기술의 혁신은 전기차 산업에서 핵심적인 역할을 합니다.
이 글에서는 배터리 기술 중 하나로 주목받는 '셀투팩' (Cell to Pack, CTP)에 대해 논의하고, 이 기술이 전기차 산업에 어떠한 혁신을 가져오고 있는지 알아보겠습니다.
배터리의 기존 구성
전기차의 배터리는 셀, 모듈, 팩의 단계로 구성됩니다. 이러한 단계에서 셀은 배터리의 가장 작은 단위이며, 모듈은 여러 셀을 묶어 만들어지고, 팩은 모듈을 조립하여 최종 배터리 형태를 만들어냅니다. 셀은 배터리의 기본 구성 요소로, 모듈은 셀을 보호하고 연결하는 역할을 하며, 팩은 배터리의 온도와 전압을 관리하고, 배터리 관리 시스템 (BMS) 및 냉각 장치를 포함합니다.
셀투팩 (Cell to Pack) 기술
셀투팩 기술은 기존의 배터리 구성 방식에서 모듈 단계를 생략하고 셀을 직접 팩에 조립하는 혁신적인 방식입니다. 이것은 전기차 배터리의 구성을 간소화하고, 더 효율적으로 만드는 방법 중 하나로 간주됩니다. 이 기술을 적용하면 배터리 생산 과정이 간소화되고, 에너지 밀도와 성능을 향상시킬 수 있습니다.
기린 배터리와 셀투팩
2022년 6월 23일, 중국의 CATL은 '기린 배터리'를 소개하고 2023년 양산 계획을 밝혔습니다. 기린 배터리는 셀투팩 기술을 적용한 예시 중 하나입니다. 이 배터리는 기존 모듈 부품이 들어가는 팩 내부를 셀로 완전히 채우는 방식을 채용했습니다. 그 결과, 팩의 에너지 밀도가 1㎏당 255Wh(NCM 기준)로 증가했습니다. 이는 SK온 등이 양산하는 '하이니켈 배터리'와 유사한 수준입니다. 이전 CATL의 NCM 배터리에 비해 20% 이상의 에너지 밀도 향상을 달성했습니다.
미래 전망
셀투팩 기술은 기존의 배터리 구성 방식에 비해 다양한 장점을 제공합니다. 이러한 혁신은 배터리 업계와 자동차 제조업체 사이에서 새로운 협력 모델을 열어줍니다. 셀투팩 기술의 도입으로, 전기차의 주행 거리, 성능, 그리고 효율성을 향상시키는 가능성이 커지고 있습니다.
자동차 제조사의 대응
현대자동차는 2025년에 셀투팩 공정을 도입하고, 이후에는 차량의 섀시(뼈대)에 직접 셀을 조립하는 "셀투섀시" 및 "셀투프레임" 공정을 적용하는 목표를 세웠습니다. 이를 통해 더 많은 용량을 탑재할 수 있게 될 것입니다.
삼성SDI는 2015년에 '모듈리스(모듈이 없는) 설계' 기술을 확보했으며, 2025년까지 셀투팩 기술을 도입하고, 2026년에는 셀투섀시를 적용할 계획입니다. LG에너지솔루션은 모듈과 팩의 기능을 통합하는 MPI 기술을 개발 중이며, 다양한 배터리 형태에 셀투팩 기술을 적용하기 위해 노력하고 있습니다.
SK온은 팩 부품 수를 줄이고 안정성을 강화한 S팩 기술을 개발하여 배터리 제조 업계에 새로운 기술을 제공하고 있습니다.
KG모빌리티는 2023년 9월 출시한 전기 SUV 차량인 토레스 EVX에 사용되는 배터리를 중국의 BYD에서 팩형태로 받아 탑재하였습니다. 모듈 단위를 없애서 Cell-to Pack 형태로 받은 것입니다.
결론
셀투팩 기술은 전기차 배터리의 혁신적인 변화를 주도하고 있으며, 높은 에너지 밀도와 성능을 제공합니다. 다양한 배터리 기업과 자동차 제조사가 이 기술을 도입하여 전기차의 주행 거리, 성능, 그리고 효율성을 향상시키고 있습니다. 셀투팩은 전기차 산업의 밝은 미래를 열어주고 있으며, 더 나은 환경을 위한 대안으로 큰 희망을 제공합니다. 이 기술의 발전은 전기차 기술의 진화를 뒷받침하며, 우리의 미래 이동 수단을 더욱 지속 가능하고 효율적으로 만들 것입니다.
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이상 셀투팩 (Cell to Pack): 전기차 배터리 혁신의 미래 정보였습니다.
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