[전기차] 전기차 배터리의 하드웨어에 대하여

 전기차 배터리의 하드웨어에 대해 정리해본다. 배터리는 어떻게 생겼고, 어떤 부품으로 구성되어있으며 어떻게 작동하는지에 대해 포스팅으로 정리 예정. 삼성SDI 홈페이지에서 아주 잘 설명해주셨고 관련 내용 모아 정리한다. 

 

1. 배터리 셀? 배터리 모듈? 배터리 팩? BMS(배터리 제어 시스템)?

 

 

 배터리는 가장 큰 단위부터 배터리 팩, 배터리 모듈, 배터리 셀로 구성되어있다. 여기에 배터리를 제어하는 BMS(배터리 제어 시스템, Battery Management System)이 부착되면 전체 시스템이 완성된다. BMS(배터리 제어 시스템)은 일종의 컴퓨터라고 생각하면 좋겠다. BMS는 배터리 팩을 관리해주는 집사같은 역할인데 얼마나 충전됬는지 충전 상태도 확인해주고, 셀 전압도 측정하고, 한쪽에 너무 많이 충/방전되었다 싶으면 조절도 해주고, 고장나면 어디가 고장났는지 진단고장도 해주는 등 가장 똑똑한 부품이겠다.  

 

 

 

 

2. 배터리 셀

배터리의 가장 아랫 레벨인 배터리셀은 다음과 같이 도식화 할 수 있겠다. 

 

 

 그림의 (+)극은 양극재, (-)극은 음극재, 가온데 분리막은 다공성 막이고, 여기에 전해질(액체)로 구성되었다. 배터리 충/방전은 두 가지 상황으로 구분할 수 있다. 

 충전 시 음극에서 전자를 모으고, 방전 시 음극에 모여있던 전자를 양극으로 보내어 전자의 이동이 발생하고, 이에 따라 전류가 발생한다(전자의 이동방향과 전류의 이동방향은 반대). 

 

 

 

 

 

 그리하여 전압과 전류의 에너지에 의해 자동차 바퀴로 동력이 전달되는 방식. 즉 화학에너지 -> 전기에너지 -> 물리에너지로 이어지는 구조. 

 

 

 

 

3. 배터리 셀 제조업체

 

 

메이저 배터리 셀 제조업체는 한국, 일본, 중국에 몰려있다. 2020년 기준 시장점유율은 아래와 같다. 

 

1위 : CATL, 24%, 34.3GWh

2위 : LG에너지솔루션, 23.5%, 33.5GWh

3위 : 파나소닉(Panasonic), 18.5%, 26.5GWh

4위 : BYD, 6.7%, 9.5GWh

5위 : 삼성SDI, 5.8%, 8.2GWh

6위 : SK이노베이션, 5.4%, 7.7GWh

 

출처1 : www.samsungsdi.co.kr/column/all/detail/54229.html

출처2 : www.hyundai-kefico.com/ko/business/evms_electric.do

출처3 : m.blog.naver.com/suresofttech/221876357090

출처4 : tastyrestaurant.tistory.com/145