[M 투데이 이상원기자] 이전의 엔진차는 독일과 일본차가 주도해 왔지만 전기차는 완전히 양상이 다르다.

신생 전기차업체 테슬라와 중국 BYD를 비롯한 중국차들이 시장을 리드하고 있다. 전동화가 진행되면 될수록 엔진차업체들에게는 불리해지는 상황이다.

때문에 토요타와 메르세데스 벤츠 등은 여전히 전동화 전환에는 매우 소극적이다. 하지만 대세는 거스를 수 없다.

최근 엔진차업체들은 앞선 테슬라와 BYD 등을 따라잡기 위해 이들 차량과 공급망에 대한 철저 해부를 하고 있다.

중국시장에서 밀려나고 있는 현대차그룹도 지난해 BYD와 지리자동차 등 중국산 차량 10여대를 남양연구소에 가져와 파워트레인과 스마트기술 등을 파악했다.

일본 토요타자동차는 올 초 테슬라를 따라잡기 위해 모델Y를 완전 해부했다. 테슬라 모델Y는 세계에서 가장 잘 팔리는 전기차 모델로, 이 차가 갖고 있는 핵심 기술을 알아내기 위해서였다.

전기차의 메커니즘은 엔진 대신 모터와 배터리, 컨버터 등 비교적 단순 부품으로 구성되지만 배터리 열관리나 생산 효율성 등에서 확실한 기술적 차이를 갖는다.

벤츠나 BMW 등 엔진부문에서 가장 앞선 자동차업체들이 단시간에 테슬라나 BYD를 절대 따라 잡을 수 없는 구조다.

최근 닛케이 기술진도 중국 전기차의 실력을 파악하기 위해 BYD 전기차 ‘SEAL’을 분해한 내용을 공개했다.

이 차는 현재 일본시장에 투입, 판매중인 ATTO3와 함께 올해 안에 판매가 예정돼 있다.

닛케이팀이 분석한 SEAL의 가장 큰 특징은 모터와 감속기, 인버터 등 전기차의 주요 3개 부품 외에 모터 컨트롤러, 배터리관리시스템(BMS), DC-DC 컨버터, 차재용 충전기, 정션 박스를 일체화한 ‘8 in 1’으로 불리는 파워 유닛이 적용된 점이다.

‘블레이드 배터리’로 부르는 새로운 구조의 배터리와 통합 열 매니지먼트 시스템 탑재와 차량 내 전장품 제어장치 등은 기존 엔진차업체들의 기술력을 크게 앞서고 있다고 분석했다.

BYD SEAL에 탑재된 뱌터리는 LFP 블레이드 배터리로 3원계 리튬이온배터리의 밀도와 거의 유사한 것으로 파악됐다.

LFP 배터리의 단점은 에너지 밀도가 떨어져 부피가 크다는 점인데, 블레이드 배터리는 이를 극복한 것으로 보인다고 분해팀은 평가했다.

SEAL에 장착된 배터리 팩의 제조업체는 BYD 산하 배터리업체인 ‘Wuwei FinDreams Battery’다. 배터리팩의 무게는 560kg으로 비교적 무겁다.

배터리 팩에 기록된 전류 용량은 150Ah, 전압은 550.4V. 배터리 용량은 82.56kWh, 에너지 밀도는 147.4Wh/kg이다.

테슬라의 모델3에 장착된 배터리 팩은 무게 451.5kg, 배터리 용량 75kWh, 에너지 밀도는 166.1Wh/kg이며, 폭스바겐의 ID.3에 장착된 배터리 팩은 무게 374.5kg, 배터리 용량 58kWh, 에너지 밀도는 154.8Wh/kg이다.

모델3나 ID 3 배터리에 비해서는 밀도나 무게에서 아직은 약단 뒤쳐진다.

모델3나 ID.3는 니켈(Ni)과 망간(Mn), 코발트(Co)를 정극 활물질을 주성분으로 사용하는 삼원계(NMC)의 리튬이온배터리인데 반해 SEAL 배터리는 리툼인산철LFP)배터리다.

LFP계 배터리는 일반적으로 에너지 밀도가 떨어진다. 이전에는 3원계보다 30% 정도 밀도가 떨어지는게 일반적이었는데 SEAL의 에너지 밀도는 ID.3보다 5% 밖에 떨어지지 않는다.

BYD는 배터리 셀의 효율성을 높이는 방법으로 에너지 밀도를 향상시켜 ID.3와 거의 대등한 위치에 올려놨다. 가격은 3원계보다 20-30%가 낮기 때문에 전체적으로는 BYD SEAL의 경쟁력이 높을 수밖에 없다.

에너지 밀도에서 테슬라가 다른 전기차보다 우위에 설 수 있는 요인은 전지 팩의 구조다.

BYD SEAL이나 VW의 ID.3는 충돌 시 충격으로부터 배터리를 보호하기 위해 배터리 팩 외주부에 알루미늄(Al) 합금제를 보강 설치하고 있다

반면, 테슬라 모델3의 배터리는 이런 보강재가 없다. 그만큼 차량 무게가 가벼워짐으로써 에너지 효율성이 높아진다.

충돌 시 충격은 모두 바디에서 흡수할 수 있도록 하는 구조로 안전성을 확보했다.

특히, 블레이드 배터리는 배터리 팩에 냉각수를 사용하지 않고 냉매를 사용하는 BYD 특유의 설계로 열관리시스템을 통합화했으며, 공조시스템과의 연계로 냉각수나 냉매의 순환시스템을 갖췄다.

또, 테슬라와 마찬가지로 차체 제어를 왼쪽과 오른쪽, 그리고 뒷 부분 등 3개의 대용량 ECU에 집중, 처리 속도를 높였다.

이 외에 전방 감시용 밀리미터파 레이더와 카메라, 주위 감시용 카메라, 후방용 레이더, 초음파 센서 등 자율주행 지원시스템도 꽤 수준이 높다.

닛케이 분석팀은 토요타가 BYD SEAL을 따라 잡으려면 적어도 3-4년의 시간이 필요할 것이라고 진단했다.