[시사포커스 / 김용철 기자] 전기차 대중화에 발맞춰 전기차 배터리를 개발하는 업체들도 주행거리를 늘리기 위해 고 에너지 밀도 배터리 셀에서 최근에는 ‘모듈-팩’ 기술에 박차를 가하고 있다.
19일 업계에 따르면 배터리 셀 개발 방향이 에너지 밀도를 더욱 높이면서 안정성도 확보하는 쪽으로 방향을 잡았다면 최근에는 효율적인 모듈과 팩 개발 설계와 구성에 초점이 맞춰지는 양상이다. 이에 따라 삼성SDI는 전기차 배터리 모듈 플랫폼인 ‘확장형 모듈'과 팩 솔루션인 'MFM팩'을 내세워 시장 공략에 나서고 있다. 앞선 셀 기술을 바탕으로 셀의 효율을 극대화하는 모듈과 팩 라인업을 갖춘 것이다.
배터리 셀이 전기에너지를 충전, 방전해 사용할 수 있는 리튬이온 배터리의 기본 단위라면 배터리 팩은 전기차에 장착되는 배터리 시스템의 최종형태로 배터리 모듈에 BMS(Battery Management System), 냉각시스템 등 각종 제어 및 보호 시스템을 장착해 완성된다. 예를 들면 BMW i3에는 배터리 셀이 총 96개 탑재되는데 셀 12개를 하나의 모듈로 묶고, 8개의 모듈을 묶어 하나의 팩 형태로 들어가게 된다.
삼성SDI의 ‘확장형 모듈’은 모듈 1개당 24개 이상의 셀을 넣을 수 있도록 첨단 기구설계 공법을 적용했고, 에너지용량은 6~8kWh로 기존 대비 2배가 넘는다. 기존 전기차용 배터리 모듈 한 개엔 통상 12개 내외의 셀이 들어가고 용량이 2~3kWh 수준에 머물렀다.
삼성SDI 관계자는 “모듈 하나에 더 많은 셀을 담을 수 있도록 개선하면서, 하나의 팩에 들어가는 모듈 수가 줄어 여러 연결 부품을 줄이고 공간을 아낄 수 있게 됐다”며 “자동차에 장착할 경우, 기존 모듈에 비해 부품 수를 절감할 수 있고 무게와 부피도 줄일 수 있어 자동차 제조사들이 원하는 구상이다”고 말했다. 그 동안은 전기차 업계의 수요가 고성능 셀 위주였다면, 이제 모듈로서의 성능을 따지는 단계로 나아간 것이란 분석이다.
전기차에 탑재되는 배터리 팩이 얼마나 슬림하느냐에 따라 전기차의 디자인이 바뀌기 때문에 모듈과 팩 디자인 경쟁이 치열해지고 있다. 삼성SDI는 팩에 모듈 없이 셀을 바로 탑재할 수 있는 형태 등 모듈과 팩의 설계와 디자인에 다양한 아이디어와 첨단 기술을 적용해 새로운 솔루션을 개발해 나가고 있다. 셀, 모듈, 팩을 다양한 형태로 배치시키는 이른바 ‘배터리 디자인’ 시대를 열어가겠다는 전략이다.
