전기차(EV) 배터리 형태, 자동차 OEM의 전략과 성공 요소

전기차 산업의 급성장과 함께, 글로벌 자동차 제조업체들(OEM)은 비용 절감, 성능 향상, 그리고 안전성을 개선하기 위해 배터리 기술에 대한 다양한 접근을 시도하고 있습니다. 배터리의 화학적 성능에 대한 많은 발전이 이루어졌지만, 배터리 셀의 형태, 즉 '포맷' 또한 OEM들이 주목하는 중요한 요소입니다. 이번 글에서는 글로벌 OEM들에게 있어 전기차 배터리 포맷의 중요성과 활용 전략에 대해 살펴보겠습니다.

 

배터리 셀 형태의 중요성

배터리 셀의 형태는 단순한 공간 활용을 넘어서 OEM의 전략과 성능 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. 주행 거리 증대나 초고속 충전과 같은 성능 목표와 배터리 형태의 선택을 일치시킴으로써, OEM들은 차량의 설계 목표에 맞춰 배터리 팩을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어, 주행 거리 증대와 비용 절감이 목표라면 특정 형태의 배터리 셀을 선택함으로써 성능과 비용의 균형을 맞출 수 있습니다.

2020년 기준으로, 6대 배터리 제조업체의 각 셀 포맷의 점유율은 다음과 같습니다: 프리즘형 약 40%, 파우치형 약 35%, 원통형 약 15%. 이러한 점유율은 각 형태의 고유한 특성과 OEM들이 설정한 전략적 목표에 따라 결정됩니다.

현재 전기차 시장에서 사용되는 주요 배터리 셀 형태는 프리즘형, 파우치형, 원통형의 세 가지로 구분됩니다. 각 유형은 고유한 장점과 단점을 가지고 있으며, 이를 통해 OEM들은 제품 전략에 맞춰 배터리 팩을 맞춤화할 수 있습니다.

OEM 별 채택하는 배터리 셀 형태

배터리 형태와 OEM 전략의 조화

배터리 셀의 형태는 OEM이 전기차 전략을 실현하는 데 중요한 기여를 합니다. Tesla는 비용 절감을 위해 원통형 셀에서 프리즘형 셀로 전환한 사례가 있습니다. 표준 주행 모델 3 및 Y에서 Tesla는 니켈 코발트 알루미늄(NCA)에서 리튬 인산철(LFP) 배터리 화학으로 전환하면서, 더 큰 형태의 프리즘형 셀을 사용하여 에너지 밀도 감소를 일부 상쇄하며 비용 이점을 얻었습니다. 이러한 변화는 OEM이 셀 형태 선택을 통해 어떻게 전략적 목표를 달성할 수 있는지를 잘 보여줍니다.

OEM들은 배터리 셀 형태 선택을 통해 전기차의 성능과 효율성을 최적화하며, 각 형태가 제공하는 고유한 특성을 최대한 활용하고 있습니다. 예를 들어, 원통형 셀은 경제성과 열 관리의 장점을 제공하지만, 파우치형이나 프리즘형 셀은 높은 에너지 밀도와 공간 활용 측면에서 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다. OEM들은 모델별로 요구되는 성능, 주행 거리, 충전 속도 등을 고려하여 셀 형태를 전략적으로 선택하고 있으며, 이를 통해 각기 다른 소비자 요구를 충족시키고 있습니다.

 

미래의 전기차 배터리 포맷(형태) : 어디로 향할까?

전기차 시장이 확장되고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라, 배터리 셀의 형태가 제공하는 설계 유연성의 역할은 더욱 중요해질 것입니다. 특히, 소비자들이 긴 주행 거리와 빠른 충전, 긴 수명을 요구하면서, 프리즘형 셀이나 CTP 포맷과 같은 대형 형태가 미래의 주요 트렌드가 될 가능성이 높습니다.

OEM들은 또한 셀 투 팩(Cell-to-Pack, CTP) 및 **셀 투 섀시(Cell-to-Chassis, CTC)**와 같은 새로운 배터리 팩 아키텍처를 통해 에너지 밀도와 부피 효율을 극대화하려고 합니다. 이러한 혁신적인 접근은 무게 절감과 비용 절감에 기여하며, 전기차의 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

배터리 셀 형태 별 유럽 생산량 전망

 

결론

배터리 셀 형태의 선택은 전기차 제조업체들이 다양한 소비자 요구와 전략적 목표를 충족시키는 데 중요한 요소입니다. 각 형태의 장단점을 이해하고 전략적으로 활용함으로써, OEM들은 성능과 비용 효율성을 최적화하며 경쟁력을 유지할 수 있을 것입니다. 

 

▶ 참고 문헌
-. StoreDot | Choosing the right EV battery format: A game-changer for OEMs? (store-dot.com)