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화학이야기

LG Chem MAGAZINE – VOLUME 05 뛰어난 성능으로 각광받는 자동차전지

2017년 5월 17일

#자동차_시장
#자동차_시장-하단 설명 참조

#자동차_시장
복잡성이 커진 자동차 시장

현재 자동차전지 시장은 리튬이온전지 기준으로 보면 모바일용 전지 시장 대비 약 1/5에 불과한 규모이다. 하지만, 기관들 전망에 의하면 자동차전지 시장은 2020년까지 급속한 성장이 예상되며 규모 또한 모바일용 전지 시장을 넘어서는 수준이 될 것으로 보인다. 이제껏 리튬이온전지의 주된 수요 시장이 모바일 기기였다면, 앞으로 자동차가 시장의 또 다른 성장 축을 담당하게 될 것이다. 달라지는 시장 형태처럼 자동차전지 시장의 게임 룰도 모바일용 전지 시장과는 다르게 형성될 가능성이 크다. 자동차 전지는 10억 셀 중 한두 개의 불량을 허용하는 품질 리스크를 감내해야 하며, 자동차 부품 특유의 기본 10년 이상의 내구성과 안전성을 담보로 해야 하기 때문에 전지 기업의 어려운 싸움이 예상된다. 또한, 수요 시장인 자동차 시장에서 온실가스 규제 이외에 다양한 기능과 용량 구현이 필요한 전장화 이슈도 부각될 전망이어서 요구되는 전지 스펙이 더 다양해지고 복잡해질 전망이다. 앞으로 전지 기업이 자동차 시장의 변화를 잘 읽고 어떻게 대응하느냐에 따라 기업의 성패가 좌우될 전망이다.

LG경제연구원 REPORT ‘자동차전지 시장에 부는 변화의 바람(하일곤)’ 발췌

#연료전지자동차
#연료전지자동차-하단 설명 참조

#연료전지자동차
연료전지자동차 상용화 단계로

현재 시장에서는 2차전지의 한계로 지적되던 에너지 밀도 상승의 한계, 안전성에 대한 불안감, 그리고 높은 원가 부담을 혁신하기 위한 수많은 전지 솔루션들이 쏟아져 나오고 있다. 10배 이상의 에너지 밀도 상승이 가능한 금속공기전지, 완벽한 안전성을 지향하는 전고체 전지, 대용량 에너지의 저장에 적합한 차세대 나트륨계열 전지, 그리고 풍부한 마그네슘 자원을 활용한 마그네슘 전지 등이 현재 대표적인 차세대 전지로 주목받고 있다. 새로운 전지 솔루션이 시장에 안착하기 위해서는 오랜 기간의 시행착오가 필요하겠지만, 시장의 절실한 요구와 기업들의 경쟁적인 연구 개발 투자에 힘입어 예상보다 빠르게 등장할 가능성도 크다.

LG경제연구원 REPORT ‘녹색시대의 총아 2차전지,차세대 전지 개발 경쟁 치열해지고 있다(신장환)’ 발췌

수소연료전지차의 상용화로 전기차 시장이 더욱 탄력을 받을 것으로 보인다. 연료전지차는 기존 플러그인 전기차의 취약점인 짧은 주행거리에 대한 우려를 보완할 수 있기 때문에 내연기관과의 경쟁이라는 측면에서 친환경차 특히 ZEV에 대한 저변 확대에 기여할 수 있을 것이다. 또한 친환경차 내 주도권 경쟁을 통해 기술 개발과 가격 하락을 가속시킬 것으로 보인다. 현재의 기술 수준으로는 플러그인 전기차의 주행거리를 획기적으로 늘리는 데에 한계가 있다. 하지만 수소연료전지차는 충전한 수소량으로 주행거리를 일반 내연기관과 비슷한 수준으로 끌어올릴 수 있다. 수소연료전지차가 전기차로서 플러그인의 짧은 주행거리를 보완해 줄 수 있다. 그렇다고 수소연료전지차가 단거리 주행에 부적합하다는 뜻은 아니다. 수소연료전지차는 차량 가격과 기술 발전 속도, 먼저 형성된 플러그인의 시장 저변과 충전 인프라 측면 등을 고려할 때 플러그인의 단점을 보완하며 성장할 가능성이 높다.

LG경제연구원 REPORT ‘수소연료전지차 진입으로 전기차 시장 성장에 시너지 효과 기대(김경연)’ 발췌

#시스템_엔지니어링
#시스템_엔지니어링-하단 설명 참조

#시스템_엔지니어링
2세대 자동차 등장 배경

경쟁력을 갖춘 2세대 전기차가 등장할 수 있었던 것은 전기차의 효율을 향상시키는 기술 발전과 원가 절감 노력이 결합되었기 때문이다. 1세대 전기차들은 배터리 가격 때문에 배터리를 충분히 사용할 수 없었고, 높은 가격을 감수하고 배터리를 많이 사용한다고 해도 차량 내부 공간의 문제와 배터리 무게에 따른 에너지 효율 저하 등의 문제가 발생하였다. 하지만 2세대 전기차에서는 배터리 성능 개선과 함께 1세대 전기차를 개발하면서 축적한 기술을 바탕으로 에너지 효율을 증가시키기 위한 시스템 엔지니어링(System Engineering) 기술이 향상되면서 주행거리가 크게 늘어나게 되었다. 전기자동차의 중요성이 점점 부각되면서 전기자동차 및 부품을 생산하는 기업들 간 경쟁은 지금보다 더욱 치열해질 것이다. 하지만 2세대 전기차가 등장하면서 이에 대한 기술 기반이 부족한 업체들은 어려움을 겪을 것이다. 지금까지 나온 전기자동차 중에서는 자동차라고 부르기 어려울 만큼 단순히 배터리와 구동 부품을 조합한 자동차도 있었다. 하지만 2세대 전기차 시대에는 전기, 기계, 화학 기술이 융합된 최적 시스템 엔지니어링 기술을 가진 업체들이 경쟁력을 가지고 시장을 주도할 것이다.

LG경제연구원 REPORT ‘2세대 전기차,내연기관 자동차와 본격 경쟁의 시작(김범준)’ 발췌

#파워트레인
#파워트레인-하단 설명 참조

#파워트레인
파워트레인,전기차 대중화 앞당긴다

전지의 성능 향상 속도가 둔화되고 있는 상황에서 파워트레인의 구동 효율 개선에 주목할 필요가 있다. 전기차 파워트레인의 핵심은 전지, 모터, 그리고 전기 특성을 제어하는 파워 일렉트로닉스다. 우선 전지셀이 들어있는 전지팩 설계를 개선하여 파워트레인의 구동 효율을 높이는 시도가 본격화되고 있다. 파워트레인 기술의 진화는 전기차 기업 간의 경쟁 방식에도 변화를 줄 것이다. 자신이 소유한 내연기관차의 정확한 주행거리를 알지 못하는 운전자가 많은 것처럼, 앞으로 전기차 기업 간 주행거리 경쟁은 큰 의미가 없어질 수도 있다. 한번 충전으로 500Km 주행이 가능한 전기차는 전지셀의 발전만으로는 어렵다. 전지셀의 성능 향상 속도 둔화로 넉넉한 주행거리, 친환경성, 그리고 누구나 쉽게 접근할 수 있는 대중성을 갖춘 전기차의 등장에는 시간이 걸릴 것이라는 전망도 있지만 전지의 발전에 이어진 파워트레인의 진화는 그런 우려를 불식해 줄 것으로 기대된다. 전기차 전용 파워트레인의 진화는 전기차 대중화 시기를 앞당길 가능성이 있다.

LG경제연구원 REPORT ‘파워트레인,전기차 대중화 앞당긴다(신장환)’ 발췌

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