[이코노믹리뷰=김동규 기자] 전기차는 석유를 사용하는 내연기관이 아닌 배터리 기반의 전기모터가 탑재돼 있는 자동차를 말한다. 100%배터리를 구동원으로 사용하는 전기차는 순수 전기차(EV)라고 부른다. 기본적으로 전기 모터가 탑재된 자동차는 배터리가 무조건 들어가야 한다. 전기차의 심장 배터리가 어떻게 이뤄져 있는지 알아보자

셀·모듈·팩으로 구성된 전기차 배터리

전기차 배터리는 단품인 셀과 셀이 모여 만들어진 모듈, 모듈이 모여 만들어진 팩으로 구성돼 있다. 쉽게 생각하면 단품 배터리를 일정 수량 단위로 모아서 만든 것이라고 할 수 있다.

삼성SDI의 배터리가 들어간 전기차 BMW i3의 배터리를 예를 들면 i3에는 배터리 셀이 총 96개 탑재된다. 셀 12개로 이뤄진 모듈, 이런 모듈 8개가 묶여 1개의 팩으로 되는 것이다.

재규어 랜드로버의 전기차 아이페이스(I-PACE)에는 LG화학의 배터리가 장착돼 있는데, 12개의 셀로 이루어진 36개의 모듈이 1개의 배터리팩을 만든다. 

셀은 자동차 내 제한된 공간에서 최대한의 성능을 발휘할 수 있도록 단위 부피당 높은 용량을 지녀야 하고, 일반 IT기기용 배터리에 비해 훨씬 더 긴 수명이 필요하다. 주행 중에 전달되는 충격을 견디고, 고온과 저온에서도 높은 신뢰성과 안정성을 지녀야 한다.

이런 셀이 묶인 모듈이 여러개 모여 배터리 팩이 되는 것이다. 모듈의 온도나 전압 등을 컨트롤 하는 배터리관리시스템(BMS), 냉각장치 등이 배터리 팩에 들어간다.

주행거리에 직결되는 고밀도 에너지 셀 개발 트렌드

현재 배터리 제조사들은 1번 충전에 더 많은 거리를 달리는 고밀도 에너지 셀개발에 집중하고 있다. 같은 부피나 무게에 더 많은 에너지를 넣겠다는 것인데 필연적으로 안전성 문제를 해결해야 하는 숙제를 얻게 된다. 이에 배터리 제조사들은 고밀도 에너지 셀 개발에서 안전성 확보를 위한 집중 연구를 하고 있는 것으로 알려졌다. 모듈과 팩도 기존보다 더 효율적으로 설계하고 구성하는 연구도 이뤄지고 있다.

삼성SDI 관계자는 “현재 한 번 충전에 600km까지 주행 가능한 셀, 새로운 디자인의 셀, 소비자의 니즈를 반영한 배터리 모듈, 팩 제품까지 관련 풀라인업을 모터쇼 등에서 선보이고 있다”면서 “에너지밀도를 높여 보다 적은 셀로도 모듈과 팩을 만들 수 있는 솔루션도 제안하고 있다”고 말했다.