일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.6.2

중국 BYD의 EV ‘SEAL’ 철저 분해
BYD의 EV 'SEAL'의 배터리 팩
LFP지만 에너지 밀도는 폭스바겐의 3원계에 육박

560.0kg. 중국 비야디(BYD)의 전기자동차(EV) ‘SEAL’에서 분리해 낸 배터리 팩의 질량이다. 이 숫자를 바탕으로 미국 테슬라와 독일 폭스바겐의 EV와 비교해 보자.

차체에서 떼어낸 SEAL의 배터리 팩을 제조한 곳은 BYD 산하의 Wuwei Fin Dreams Battery였다. 배터리 팩에 기록된 전류용량은 150Ah, 전압은 550.4V이다. 이를 바탕으로 배터리 용량은 82.56kWh로 계산할 수 있으며, 카탈로그에 기재된 82.5kWh와 다르지 않음을 확인했다. 배터리 팩의 질량 에너지 밀도는 147.4Wh/kg이 된다.

닛케이 BP의 프로젝트 팀이 과거에 분해 조사한 EV의 숫자는 다음과 같다. 테슬라 ‘모델3’의 배터리 팩은 질량 451.5kg, 배터리 용량 75kWh, 질량 에너지 밀도는 166.1Wh/kg이다. 폭스바겐 ‘ID.3의 배터리 팩은 질량 374.5kg, 배터리 용량 58kWh, 질량 에너지 밀도는 154.8Wh/kg이다.

ID.3와 모델3는 모두 양극 활물질의 주성분으로 니켈(Ni)과 망간(Mn), 코발트(Co)를 사용하는 3원계(NMC) 리튬이온 배터리다. 한편 SEAL이 채택한 배터리는 리튬인산철(LFP) 계열이다.

LFP계 배터리는 일반적으로 질량 에너지 밀도에서 뒤떨어진다. 한 국내 배터리업체의 기술자는 “배터리 셀 양산품을 비교해 보면 3원계보다 30~40% 정도 질량 에너지 밀도는 낮다”라고 말한다. 그런데 SEAL의 질량 에너지 밀도는 ID.3보다 5% 적은 정도다. BYD는 배터리 셀의 탑재 효율을 높임으로써 팩의 에너지 밀도를 향상시켜 ID.3에 육박하는 질량 에너지 밀도를 실현한다.

-- 바디로 보호하는 테슬라 --
질량 에너지 밀도의 비교에서 테슬라가 우위를 점하는 요인 중 하나로 배터리 팩의 구조를 꼽는다. 주목해야 할 부분은 외주부(外周部)다. BYD의 SEAL이나 폭스바겐의 ID.3는 충돌 시의 충격에서 배터리를 보호하기 위해 배터리 팩의 외주부에 알루미늄(Al) 합금제의 보강(補強) 부재를 설치했다.

테슬라 모델3의 배터리 셀에는 이러한 보강 부재가 없기 때문에 배터리 팩은 그만큼 가벼워진다. 충돌 시의 충격은 모두 보디에서 흡수한다. 사이드실과 센터 필러, 루프레일, 플로어 크로스 멤버 등에 인장 강도가 980MPa급 이상인 초고장력 강판을 채택했다. 이에 따라 측면 충돌 시 배터리 팩이나 승무실이 변형되지 않도록 하였다.

-- '과보호'하는 도요타 --
테슬라와 대조적으로 도요타는 충돌 시의 충격에서 배터리를 보호하는 데 강고한 보강 부재를 이용한다. 도요타의 EV ‘bZ4X’의 배터리 팩은 개발 관계자가 ‘과보호’라고 표현할 정도로 공을 들여 설계했다.

배터리 팩 측면의 보강 부재의 길이(가장 바깥 부분에서 배터리까지의 거리)는 한쪽 편이 20cm 정도 된다. 이 길이를 사용해 충돌 에너지를 흡수한다. BYD의 SEAL이나 폭스바겐의 ID.3의 2배 안팎의 길이다. 도요타의 관계자에 따르면 bZ4X에서는 안전 측면을 중시했다고 한다.

보강 부재의 길이와 배터리의 탑재 용량은 트레이드오프의 관계다. 안전성 확보와 항속거리 연장을 어떻게 양립할 것인가에서 자동차 업체들의 실력이 드러날 것이다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.