전기차 배터리, 맞춤형 솔루션이 핵심

테슬라 전기차 ‘모델3’. [사진 제공 · 테슬라]

자동차가 ‘기름 먹는 하마’라는 오명을 벗고 변신 중이다. 전기자동차의 등장으로 엔진 메커니즘뿐 아니라 차량 구조 자체가 바뀌고 있다. 전기차에서 핵심은 역시 배터리. 차량 원가에서 차지하는 비율만 20%에 달한다.

LG엔솔과 협력 나선 글로벌 완성차

1월 25일(현지 시간) 미국 미시간주에서 열린 합작공장 투자 발표 행사에 참석한 메리 배라 GM 최고경영자(오른쪽)와 김동명 LG에너지솔루션 자동차전지사업부장. [사진 제공 · LG에너지솔루션]

현 시점에서 전기차 구매자가 호소하는 가장 큰 불편함 역시 배터리 충전에 관한 것이다. 전기차의 명암 모두 배터리와 밀접하게 연관돼 있기에 시장 니즈를 간파한 자동차업계와 배터리산업의 협업도 본격화되고 있다.

컬래버레이션의 포문을 연 것은 미국 완성차 메이커 GM. 지난해 10월 메리 배라 GM 최고경영자(CEO)는 투자자 초청 행사에서 “가솔린 자동차에서 전기차 제조로 기업 운영 방향을 틀어 2030년까지 매출을 2배로 늘릴 것”이라고 선언했다. 전기차 핵심 부품인 배터리를 생산하기 위해 LG에너지솔루션과 합작법인 얼티엄셀즈를 설립하는 것이 주요 전략이다. GM은 2018년 전기차 배터리 브랜드 얼티엄을 론칭했으나 신제품 개발이 여의치 않자 LG에너지솔루션과 합작에 나선 것이다. 세계 1위(지난해 판매량 기준) 자동차 브랜드 도요타도 지난해 말 약 4조 원을 투자해 미국에 배터리 공장을 건설할 것이라고 발표했다. 글로벌 4위 완성차업체 스텔란티스도 LG에너지솔루션과 협력해 미국 내 배터리 생산설비를 갖출 예정이다.

자동차 기업과 배터리 기업의 합종연횡이 계속되면서 업계 생태계가 바뀌고 있다. 에너지 분야에서 강세를 보이던 기업들도 화석 에너지 사업에서 벗어나 배터리 사업으로 혁신을 꾀하고 있다. 기존 사업에서 배터리 부문만 떼어내 분사하는 것이 주된 전략이다. 2020년 12월 LG화학에서 LG에너지솔루션이 분사했고, 지난해 10월엔 SK이노베이션에서 SK온이 독립했다. 그런가 하면 아예 ‘배터리 기술 자립’을 기치로 내건 기업도 있다. 전기차업계 대표주자 테슬라다. 아직까지는 파나소닉, CATL, LG에너지솔루션 등 외부 업체로부터 배터리를 공급받는 실정이다. 2020년 ‘배터리데이’ 행사에서 일론 머스크 테슬라 CEO가 100% 니켈 양극재 배터리를 자체 생산하겠다고 천명한 후 개발이 한창이다. 테슬라의 최종 목표는 배터리 모듈과 팩을 독자 개발하는 것. 배터리 부품에 대한 타사와 협력은 셀 단위로 최소화할 전망이다.

기업 간 경쟁과 합종연횡이 치열해지면서 어떻게 차별화된 배터리 기술을 내놓을지가 화두로 떠오르고 있다. 배터리산업 혁신에서 중요한 것은 신소재 개발과 공정 고도화뿐 아니라, 디지털 트랜스포메이션(DT)이다. DT를 통해 같은 배터리를 더 오래, 더 효율적으로 사용할 수 있기 때문이다. 배터리 방전 시간을 예측하고 최적의 충전 조건을 갖추려면 전기차 운행 환경의 특성이나 사용자 운전 습관 등을 종합적으로 분석해야 한다. 여기에는 전통적인 배터리 기술 못지않게 소프트웨어 기술 역량이 중요하게 작용한다. 배터리의 충전·방전 데이터를 기반으로 최적의 관리 알고리즘을 발굴해야 한다. 기존 전기차도 배터리 관리시스템(BMS)을 배터리 팩에 장착해 비슷한 기능을 수행하기는 한다. 다만 이러한 방식으로는 개별 자동차 모델이나 고객에 최적화된 배터리 관리가 어렵다.

스마트폰 OS처럼 지속 업데이트 필요

대안은 클라우드(cloud) 기술 도입이다. 배터리를 관리하는 소프트웨어를 클라우드 기반으로 운영하는 것이다. 스마트폰 운영체제(OS)가 지속적인 업데이트로 성능을 개선하는 것과 같은 이치다. 개별 전기차 배터리에 최적화된 솔루션을 제공하고 BMS를 수시로 업데이트하려면 클라우드 기술이 필수다. 테슬라는 이미 배터리 관리에 클라우드 기술을 적용했고, 여러 업체가 비슷한 형태의 DT를 추진하고 있다. 자동차 부품업체 보쉬는 ‘배터리인더클라우드(Battery In the Cloud)’ 서비스를 론칭했으며, 국내 배터리 개발 스타트업 배터와이도 배터리 이상을 진단하는 클라우드 플랫폼을 개발했다. 자칫 레드오션이 될 수 있는 배터리산업에서 활로는 DT다. 클라우드뿐 아니라 빅데이터, 인공지능(AI) 등 다양한 디지털 기술이 배터리뿐 아니라 전기차산업 미래를 결정지을 것이다.

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