전기차 배터리 팩

전기차 배터리 구성

전기차 배터리 '셀 → 모듈 → 팩'으로 구성된다
전기차 가동을 위해서는 스마트폰의 수천 배에 달하는 엄청난 양의 전력이 필요한다.
때문에 배터리 셀이 수십 개에서 많게는 수천 개까지 필요한다.
전기차 종류에 따라 구성이 조금씩 차이가 있을 수 있겠지만,
일반적으로 전기차 배터리는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 구성된다.

[삼성SDI 전기차용 배터리 셀, 모듈, 팩]

수 많은 배터리 셀을 안전하게 그리고 효율적으로 관리하기 위해 모듈과 팩이라는 형태를 거쳐
전기차에 탑재하는 것이다.
셀, 모듈, 팩은 쉽게 배터리를 모으는 단위로 생각하면 된다.
배터리 셀을 여러 개 묶어서 모듈을 만들고, 모듈을 여러 개 묶어서 팩을 만드는 것이다.
전기차에는 최종적으로 배터리가 하나의 팩 형태로 들어가게 된다.

[BMW i3 하부에 탑재된 배터리 팩(모듈 8개, 셀 96개로 구성)]

대표적인 순수 전기차(EV)BMW i3의 배터리를 예로 들면
BMW i3에는 배터리 셀이 총 96개 탑재된다.
셀 12개를 하나의 모듈로 묶고, 8개의 모듈을 묶어 하나의 팩 형태로 들어갑니다
하나씩 살펴보면, 먼저 배터리의 기본이 되는 셀은 자동차 내 제한된 공간에서 최대한의
성능을 발현할 수 있도록 단위 부피당 높은 용량을 지녀야 하고,
일반 모바일 기기용 배터리에 비해 훨씬 긴 수명이 필요한다.
또한, 주행 중에 전달되는 충격을 견디고, 저온/고온에서도 끄덕 없을 만큼 높은 신뢰성과
안정성을 지녀야 한다.
여러 개의 셀은 열과 진동 등 외부 충격에서 좀 더 보호될 수 있도록 하나로 묶어 프레임에
넣은 것을 모듈이라고 부릅니다.
그리고 모듈 여러 개를 모아 배터리의 온도나 전압 등을 관리해 주는
배터리 관리시스템(BMS, Battery Management System)과 냉각장치 등을 추가한 것이
배터리 팩이다.
이런 방식으로 전기차에는 배터리 셀 여러 개가 하나의 팩 형태로 들어갑니다.

전기차 배터리 시장은 '모듈-팩' 경쟁이다.
많은 소비자들이 전기차 구매를 고려할 때 가장 큰 고려 요인을 '주행가능 거리'로
이를 위해 배터리 기업들은 같은 부피에 더 많은 에너지를 넣을 수 있도록 '고 에너지 밀도'
배터리 셀을 개발하는 데 박차를 가하고 있다.
업계에서는 보편적으로 셀 개발 방향이 에너지 밀도를 더욱 높이면서 안전성도 확보하는
쪽으로 가는 양상이다.

배터리 셀 개발에 대한 방향성이 어느 정도 잡힌 반면, 최근에는 모듈과 팩 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
그 동안에는 배터리 셀 성능에 대해 집중했다면, 이제는 모듈과 팩을 얼마나 더 효율적으로 설계하고 구성하느냐 하는
고민을 맞이하고 있는 상황이다. 전기차에 최종적으로 탑재되는 형태는 팩 형태이기 때문에,
팩의 스펙이 전기차의 전반적인 디자인과 긴밀한 관계를 갖습니다.
전기차에 탑재되는 배터리 팩이 얼마나 슬림하냐에 따라 전기차의 디자인이 다르게 바뀔 수 있다.
배터리 셀의 에너지 밀도를 높이는 것은 기본이고, 이제 모듈과 팩 디자인 경쟁이 치열해지고 있는 이유이다.

출처 삼성SDI https://www.samsungsdi.co.kr/column/all/detail/54229.html

⑤ 고전압 배터리팩

충전시 전기에너지를 저장하여 구동시 전력 공급

배터리 기술 수준은 차량 성능에 직접 영향을 미치며,
배터리 가격은 차량 가격의 약30~40%로 셀 업체들의 규모의 경제 실현으로
향후 지속적인 가격 하락 전망. 2020년까지는 리튬이온 전지 기술이 시장을 주도할
것으로 예상된다.

[배터리 구분 및 특성]