전기차 LFP 배터리의 구조적 개선 방향

세계적인 자동차 회사인 VW의 자회사로 알려진 PowerCo 배터리 회사의 Unified Cell에 대해서 소개하려 한다. 

 

기존의 각형 셀과의 차이점이라고 할 수 있는 부분을 보면 VW이 간접적으로 보여주는 전기차 설계 방향을 알 수 있다. 

 

기존의 각형 셀은 직 사각형태에 극 단자가 위를 향하고 있는 형태로 이루어져 있다. 

 

대표적인 각형 셀, CATL

 

 

셀을 연결해서 팩을 만드는 과정을 연상해보면, 셀의 단자부가 상부를 향해 있으면 셀의 크기 만큼의 면적에 해당하는 연결 부품이 필요하다는것을 알게 될 것이다. 

 

Zeekr 009 배터리팩

 

위 이미지 처럼 배터리 셀을 연결하기 위해 필요한 부분인 센싱 모듈로 불리우는 FPCB와 기타 버스바, PC커버, 마이카 패드 등이 필요한데 이 면적이 셀 갯수 x 셀 단자간 거리 만큼 필요하게 되는것이다. 

전기차에 들어가는 셀의 갯수는 배터리팩 면적만큼이기에 결과적으로 차량 바디 만큼 면적의 연결 부품이 필요하다는 것이다. 

 

2025.06.04 - [전기차] - 배터리 교체형 전기차 Nio의 Firefly 배터리

배터리 교체형 전기차 Nio의 Firefly 배터리

 

 

기존의 이런 구조를 가장 먼저 깨트린 회사는 BYD 이며, BYD 가 출시한 blade 배터리에서 개선 모습을 발견 할 수 있다. 

 

 

BYD blade 배터리

 

공개 당시 시장에 엄청난 충격을 안겨줬던 배터리 셀인데 기존 상식의 틀을 깨고 배터리 셀을 좁고 길게 만들어서 배터리 팩에 탑재되는 셀의 갯수를 최대화하면서 연결 부품의 수를 획기적으로 줄일 수 있는 셀의 형태였다. 

주요 특징으로는 약 1m에 가까운 길이로 넓이 12mm, 높이 90mm 짜리 얇고 긴 배터리의 형태이며, 셀의 극단자 위치는 양 옆을 향하고 있는 형태였다. 

 

기본적으로 이런 형태가 적용되게 되면 공간 활용도가 면적의 60%가깝게 쓸수 있게 되는것이다. (그만큼 셀 탑재량이 늘어남)

 

Blade 셀 공개 이후 거의 모든 배터리 사들은 배터리 셀 사이즈를 키우기 시작했고 형태에 따라서 늘리거나 연결하거나 하는 구조로 변화를 취하게 되었다. 

 

저렴한 배터리 셀을 많이 탑재하는 방향으로 중국 회사들이 방향을 잡게 되어 전기차 배터리 시장을 뒤흔들었는데, 여기서 또 하나의 구조적 강점을 가지게 된게 배터리 단자를 옆으로 이동시킨 것이었다. 

 

앞서 말한것처럼 배터리 단자를 위쪽이 아닌 옆으로 이동하게 되면 셀 간을 연결하는 구조물의 사이즈나 부품 수가 줄게 되어 부피 중량 적으로 강점이 생기게 된다. 여유로워진 공간만큼 셀을 더 넣거나 구조물을 추가하여 배터리 팩의 강성을 확보하는 방향으로 연구가 되고 있다.