중국산 전기차 기술 BYD의 블레이드 배터리란 무엇인가[블레이드 배터리, 모듈형 배터리 차이]

 

 

 전기차 배터리 기술은 전기차 성능과 안전성에 중요한 역할을 한다. 최근 중국의 전기차 제조사 BYD가 개발한 블레이드 배터리는 2세대를 발표한다고 말했고, 오늘은 블레이드 배터리와 기존 모듈형 배터리 사이의 주요 차이점을 알아보자

설계 및 구조

블레이드 배터리

 

블레이드 배터리는 길고 얇은 셀 형태로 설계되어 있으며, 셀들이 평평하게 배치된다. 이러한 설계 덕분에 배터리 팩 내에 더 많은 셀을 탑재할 수 있어 에너지 밀도가 높아진다. 이론적으로는 셀들이 개별적으로 보호되어 있어 충돌 시 안정성이 높다지만 현실적으로 발화 시 순식간에 번질 수 있어 열폭주 위험성을 가지고 있다.

기존의 모듈 형 배터리

  대부분의 배터리 모듈은 직육면체 프리즘 셀이나 원통형 셀로 구성되는데 테슬라의 경우 원통형을 사용하고 현대차는 파우치형을 사용한다. 블레이드 배터리와 차이가 나는 부분은 모듈화 된 구조로 셀들이 모듈 단위로 구성되어 배터리 모듈을 형성한다. 물론 그만큼 열에 강하지만 상대적으로 낮은 공간 활용도를 가질 수밖에 없고 셀 간의 공간이 많이 필요하여 전체 에너지 밀도가 낮을 수 있다는 단점이 있지만 안정성은 압도적이다.

2. 안전성

블레이드 배터리

 

 블레이드 배터리는 길고 얇은 셀 구조를 가지고 있어 셀들이 평평하게 배열된다. 이 배열은 각 셀이 개별적으로 보호되고 냉각 시스템과 밀접하게 접촉할 수 있게 하여 열을 효율적으로 분산시킬 수 있다는 건 이론적으로 맞는 말이다. 정말 이론적으로 셀 간의 열 전이가 적어 화재나 폭발의 위험이 줄어든다라고 말할 순 있는데 정확하게 이해해야 하는 게 모듈형 대비해서 전체시스템을 통짜로 짠 거니 저만한 이익을 있을 수 있다.

 

다만 이러한 시스템의 가장 큰 문제는 작은 사고 시에 돌이킬 수 없는 상황으로 이어진다는 거다 모듈형의 경우 사고확산의 가능성이나 대비시간이 확실히 긴데 블레이드 배터리의 경우에는 모듈형에 비해 약할 것은 너무나 명약 관화 하다. 물론 BYD의 말에 따르면 충돌, 압력, 고온 등의 테스트에서 높은 안전성을 입증했다 지만 모듈형에 비해 약한 거 아닐까 라는 걱정이 드는 것은 사실이다.

 

 

물론 배터리가 안전해진다면 최종 도달점은 블레이드 배터리스타일인 것은 인정하지만 LFP배터리의 고 C-RATE영역에서의 화재가 많은 현 상황에서 적용할만한 기술은 아니라는거다. 아직 MCN마저도 안정단계에 못들어간 현상황에서 사용한다는 것은 말이 안 되는 거다 실제 중국의 전기차 화제가 2560건이라는 발표가 나왔는데 전 세계 대비해서 중국에서 더 많이 일어나고 있다는 게 뭘 의미할까 생각해 보면 단순한 문제로 귀결된다.

기존의 모듈형 배터리

사실상 가장 큰 단점은 비싸다는 거다.셀 간의 열 전이를 막기 위해 별도의 열 관리 시스템이 필요한 데다. 모듈마다 전압균형도 관리를 해줘야 하기에, 블레이드 배터리에 비해 기술적인 품이 많이 들고 돈도 많이 든다 하지만 안정성 적인 측면에서 비교가 안되는데 모듈화 된 구조로 실제화제시 확산 방지가 가능하고, 블레이드 배터리보다 열적 안정성이 높음은 무시할 수가 없다.

3. 성능 및 효율성

블레이드 배터리

기존 모듈형 배터리 대비 높은 에너지 밀도를 가질 수밖에 없다 모듈이 안 들어가기에공간 활용도가 높아 동일한 부피 내에 더 많은 에너지를 저장할 수 있으며 그만큼 구조가 단순해지기에 구조적 설계 덕분에 더 빠른 충전 속도를 가진다 문제는 이게 안정성을 담보로 하기에 문제가 되는 거지

 

기존의 모듈형 배터리

일반적으로 블레이드 배터리의 경우 LFP를 사용하지만 다양한 화학 조성 NCM(Nickel Cobalt Manganese) 등 다양한 화학 조성으로 높은 에너지 밀도를 제공하는 대신 그만큼 공간을 많이 차지하며 충전 속도 또한 물리적인 한계로 블레이드 배터리에 비해 충전 속도가 다소 느리다 다만 이러한 부분은 안정성에 기인을 하기에 어쩔 수 없는 선택이라는 생각이 든다.

 

결론

블레이드 배터리는 사실 전기차 산업에서 최종적인 도달점의 설계형태임을 부정하는 사람은 없을 것이다. 하지만 문제는 지금 적용하기엔 이른 기술이고 아직은 배터리의 안정성의 성숙도가 낮아 미래에는 적용되겠지만 지금은 이르다 정도로 글을 마친다.