직접 만든 ‘셀투보디’ 배터리, 안전까지 잡았다

배터리까지 직접 만드는 BYD
차체-배터리 일체형 전기차 개발
내부구조 바꿔 주행거리 늘리고
유럽 안전평가서 ‘별 5개’ 획득

BYD가 한국에 두 번째로 출시한 전기차 ‘BYD 씰’. BYD 제공

배터리 팩과 차체를 일체형으로 만든 ‘셀투보디’. BYD 제공

‘자동차에서 유리창과 타이어 빼고 모두 다 만든다.’

중국 전기차 기업 BYD를 말할 때 자주 따라붙는 수식어다. ‘철판에서 차량까지’ 다 만드는 기업도 전기차 배터리를 직접 만드는 경우는 드물다. 그리고 BYD는 이 같은 배터리 기술력을 자신들이 만들어내는 신차에 적극 적용해 동급 경쟁사 차량이 가질 수 없는 장점을 선보이고 있다.

최근 BYD가 한국 시장에 출시한 두 번째 전기차 모델 ‘BYD 씰’에 실린 배터리도 그렇다. 통상 고급 전기차에는 주행거리를 늘리기 위해 에너지 밀도가 높은 삼원계 NCM(니켈·코발트·망간) 배터리를 주로 쓴다. 하지만 ‘BYD 씰’은 이보다 에너지 밀도가 낮은 리튬인산철(LFP) 배터리를 쓰고도 주행거리를 사륜구동 기준 407km까지 늘렸다.

BYD가 이렇게 할 수 있었던 이유는 배터리를 직접 제조할 수 있었기 때문이다. 이 회사는 배터리의 용량을 최대한 늘리기 위해 ‘블레이드 배터리’라는 방식을 사용했다. 통상 배터리는 카트리지 모양의 셀 여러 개를 모듈에 담고, 이 모듈을 다시 여러 개 뭉쳐 배터리 팩을 완성한다. 하지만 BYD는 여기서 ‘모듈’을 생략했다. 배터리 셀을 칼날처럼 길고 얇게 만든 뒤 이 셀들을 직접 모아 배터리 팩을 만든 것이다. 모듈이 차지할 공간까지 셀을 촘촘하게 배열해 ‘화학적’ 에너지 밀도가 낮은 LFP 배터리의 단점을 ‘물리적’으로 극복한 것이다.

여기에 더해 BYD는 직접 개발한 블레이드 배터리를 아예 차체에 통합시켜 버렸다. ‘셀투보디(Cell-to-Body)’라고 이름 붙인 이 기술 역시 이 회사가 모든 걸 직접 만들 수 있기 때문에 가능했던 기술이다. 이렇게 차체를 제작하면 배터리가 차지하는 공간을 최대한 줄여 주는 동시에 차체의 강도를 크게 향상하는 효과도 볼 수 있다고 회사 측은 설명했다. 촘촘하게 수평으로 배열된 배터리 셀들이 차체 강성을 높이는 구조물 역할까지 하기 때문이다. 실제 이 기술을 적용해 만든 신차 ‘BYD 씰’은 유럽 안전도 평가 프로그램인 유로앤캡(Euro NCAP)에서 최고 등급인 별 5개를 받았다.

이처럼 배터리 셀을 구조물로 활용하는 방법은 NCM 배터리로는 구현하기 어려울 수 있다. 배터리 셀이 비틀리는 등 모양이 변형될 경우 화재가 발생할 수 있어서다. 하지만 LFP 배터리는 이 같은 위험에서 상대적으로 자유롭다. 여기에 BYD는 자체적으로 배터리 셀에 못 관통 실험, 46t의 무게를 가하는 압축 시험, 300도에 이르는 고온에 노출시키는 가열 시험 등을 거쳐 안전성이 입증된 배터리셀만을 사용한다고 덧붙였다.

그동안 낮은 에너지 밀도 때문에 전기차에 잘 채택되지 않았지만 최근에는 LFP 배터리를 채택하는 전기차가 늘어나는 추세다. NCM보다 값이 싸기 때문에 차 가격을 낮추는 효과도 볼 수 있어서다. 특히 LFP 배터리는 승용차에서 더 이상 쓰지 못하게 된 경우에도 폐기하지 않고 에너지저장장치(ESS)용 배터리로 재활용이 가능해 화학 폐기물을 저감할 수 있는 배터리로 최근 주목받고 있다.

이원주 기자 takeoff@donga.com