지난달 26日 美國 미시간州 워런에 位置한 GM 테크센터 배터리 硏究所에서 各國의 取材陣이 배터리
모듈 12個를 묶어 만든 배터리 팩에 둘러서서 에릭 부어 GM 배터리 硏究所 運營 매니저로부터 얼티엄 배터리에 對한 說明을 듣고
있다(윗쪽 寫眞). GM의 大型 픽업트럭人 ‘허머 EV’ 搭載用 배터리를 테스트하는 機械에서는 溫度, 濕度, 衝擊 等 다양한
條件下에서 배터리 實驗이 進行되고 있었다. GM 提供
지난달 26日 美國 미시간州 워런의 제너럴모터스(GM) 테크센터. 이 센터에는 GM의 自體 배터리 硏究所가 있다. 電氣自動車를 包含해 GM의 모든 電氣 모빌리티(EV)에 들어가는 ‘얼티엄 배터리’의 品質과 耐久性 等을 實驗하는 곳이다. GM이 韓國 言論에 배터리 硏究所를 公開한 건 이番이 처음이다.
2009年 6月 門을 연 GM 배터리 硏究所는 1萬1241m²(藥 3400坪) 規模다. 北美에서 가장 큰 배터리 硏究所다. 배터리 硏究所에 들어서자마자 눈에 띈 것은 LG에너지솔루션에서 納品한 배터리 셀(CELL)이었다. 에릭 부어 GM 테크센터 배터리 硏究所 運營 매니저는 이 셀을 들어 보이며 “셀의 容量과 世代에 따라 무게, 길이 等이 다르다. 이곳에서는 24個의 셀을 묶은 배터리 모듈과, 그 모듈을 다시 8∼24個로 묶은 배터리 팩에 對한 實驗을 進行하고 있다”고 紹介했다.
GM은 LG에너지솔루션과 戰略的 提携를 맺고 배터리 셀을 供給받고 있다. 兩 사는 GM의 純粹 電氣車用 플랫폼인 ‘얼티엄 플랫폼’을 共同으로 開發하는 것을 넘어 合作法人을 통해 4個의 얼티엄 배터리 셀 製造 工場 建設에 나서고 있다.
○ 極限의 狀況에서 테스트 進行
배터리 硏究所에는 다양한 實驗 裝備들이 櫛比해 있다.
‘메가 셰이커’라 불리는 超大型 張飛는 한 臺當 價格이 850萬 달러(藥 111億 원)나 된다고 했다. 다양한 角度와 軸에 따라 機械가 흔들리면서 테스트用 배터리에 數百 가지 段階의 振動을 준다. 90時間 가까이 振動을 주고 이를 버텨내는지 살펴본다고 했다. 一般 道路뿐 아니라 極限의 山岳地帶, 非鋪裝 道路 等 多樣한 振動 狀況에서의 耐久性과 品質을 實驗하는 것이다.
巨大한 倉庫처럼 생긴 테스트 裝備에서는 溫度와 濕度 等을 달리해 배터리를 괴롭히고 있었다. 배터리 溫度 테스트는 零下 68度에서 映像 85度까지 多樣한 溫度에서 進行된다. 濕度도 5∼98% 範圍 內에서 調節하면서 테스트가 이뤄진다. 부어 매니저는 “險難한 로키 山脈을 지날 때보다 剛한 衝擊을 줘야 한다. 道路에 떨어진 物體 때문에 배터리가 衝擊받을 수 있는 狀況 等도 다 假定하고 있다”고 했다. 이어 “다양한 氣候의 地域에서도 배터리가 安全해야 하기에 極限의 狀況까지 배터리를 몰아넣고 있다”면서 “하나의 배터리를 3年間 테스트하는 境遇도 있다”고 덧붙였다.
○ 배터리 모듈 및 팩 技術이 競爭力
GM은 LG에너지솔루션에서 배터리 셀을 供給받고 있지만 배터리 모듈과 팩을 만드는 作業은 自體的으로 技術 完成度를 높여가고 있다. 特히 배터리 모듈과 팩에 들어가는 各種 電子 部品들을 劃期的으로 줄이고 있다. 배터리 硏究所 側은 電氣 出力을 위한 配線을 除外하고는 旣存 對比 80%의 配線을 除去한다는 目標다.
配線이 사라지면 모듈 內部 空間이 줄어들기 때문에 배터리 自體의 높이를 낮출 수 있다. 배터리가 차지하는 空間이 줄면 車輛 內部 空間은 더 넓어진다. 배터리 무게와 배터리 費用을 旣存 製品들 對備 數十 퍼센트를 줄여가고 있다는 게 GM 側 說明이다.
배터리 硏究所에서는 特히 배터리 性能을 오랜 期間 지속시키기 위한 배터리管理시스템(BMS) 開發에 集中하고 있다. 이 시스템은 소프트웨어(SW)에 接續하면 PC에서 運營體制(OS)를 업데이트하는 것처럼 無線으로 배터리 狀態를 管理할 수 있다. 배터리 性能 및 品質을 最上의 狀態로 維持시켜 줄 수 있는 技術 開發이야말로 未來 電氣車 業體들의 競爭力이라는 判斷에서다.
팀 그루 GM 테크센터 電動化 戰略팀 理事는 “結局 電氣車의 競爭力은 배터리의 모듈과 배터리 팩을 어떻게 效率的으로 만드는지가 核心”이라고 斷言했다. 그는 이어 “배터리 셀과 모듈에서 放出되는 戰記를 다시 모아서 活用하는 技術도 重要하다”며 “또 車를 몰다 보면 모듈別 性能에 微妙한 差異가 생기는데 이를 維持할 수 있도록 돕는 BMS가 電氣車 業體들의 競爭力 포인트가 될 것”이라고 말했다.
○ 얼티엄 배터리의 商品化
GM은 電氣自動車만을 타깃으로 하지 않는다. 다양한 電氣 모빌리티에 얼티엄 배터리를 쓸 수 있도록 하겠다는 것이다. 內燃機關 엔진을 다른 業體와 産業群에 팔고 있듯이, GM의 얼티엄 배터리 모듈과 팩을 利用하면 손쉽게 建設裝備와 汽車, 배, 航空 모빌리티를 開發할 수 있도록 하겠다는 것이다.
이 밖에도 GM은 長期的으로 배터리 모듈을 交換할 수 있는 서비스 提供도 計劃하고 있다. SW로 배터리를 管理하는 것을 넘어 오래된 배터리 모듈을 새것으로 아예 바꿔 달 수 있게 하는 것이다.
워런(美國)=변종국 記者 bjk@donga.com
