<2024년> LIB 열 관리 및 열폭주 방지관련 모듈 팩 기술 개발 동향 및 시장 전망 (-2035년)

<2024> LIB Thermal Management /Thermal Runaway Prevention Module Pack Technology Development and Market Outlook (~2035)

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한글목차

최근의 전기자동차 판매 부진으로 인해 조금은 주춤한 상황이지만, 여전히 전기자동차 산업에 대한 희망적인 전망은 지속될 수 밖에 없습니다. 각국의 탄소배출권 강화로 인해 자동차 제조사들이 전기자동차를 판매하지 않고서는 제제로 인한 패널티를 감당할 수가 없을 것이다. 이에 전기자동차로 전환은 지속 될 것임은 명백합니다. 다만, 소비자들이 전기자동차를 바라보는 구매자들의 여러 부정적인 시선들을 가벼히 넘길 수 없기때문에 전기자동차 제조사들은 용이한 충전, 긴 항속거리, 배터리 화재로부터 안전성 등 해결해야 할 과제들을 갖고 있습니다. 특히 전기차 배터리 화재 문제는 단순한 기술적 과제를 넘어 사회 안전과 직결되는 중요한 사안이므로 매우 철저하게 검증을 받을 수 밖에 없습니다. EU집행부는 2026년 새로운 배터리 규제(New batteries regulation)를 실시할 예정이며 이의 핵심은 배터리 패스포트(Battery Passport) 입니다. 따라서 배터리 제조사들도 국제 규제에 대응하기 위해 배터리 안전성과 투명성을 강화할 필요가 있습니다. 이에 본 레포트는 최근 전기자동차의 배터리 모듈 및 팩의 기술 동향을 살펴보고 특히, 열폭주 관련된 각 제조사들의 대응 방안 및 기술에 대해서도 깊이 살펴 보고자 합니다.

본 리포트는 이차전지 배터리 팩의 기본 개념과 열관리에 대한 기초적인 개념 설명 뿐 아니라 배터리팩 구조와 개발동향 및 배터리 팩 구성 부품에 대한 설명, 또한 주요 OEM Platform에 따른 Battery pack 개발 현황 및 주요 EV 전기자동차 배터리 팩 사양분석 및 요약, 배터리 열폭주 대응 기술 동향 및 열폭주 방지 솔루션 (Thermal Runaway Barrier)에 대한 상세한 설명, 배터리팩 주요 부품업체 및 열관리, 열폭주 업체 소개, EV 시장 전망과 Pack 시장 전망, 열관리 소재 시장 전망을 하였고, 마지막 장에서는 관련 배터리 사 Pack 특허 동향 현황과 사례를 다루었습니다.

본 보고서의 Strong Point

① 배터리 팩의 기본 개념과 배터리 팩 열관리에 대한 이해하기 쉬운 설명
② VW, 현대차, GM, CATL, BYD, LGES, Skon, Tesla, NiO 등 주요 OEM의 팩기술 동향파악 용이
③ 주요 EV 배터리팩 사양 요약 (Usable battery pack capacity)및 판가, 에너지밀도 상세 분석
④ 최근 이슈로 떠오르고 있는 배터리 열폭주 대응 기술 동향 및 방지 솔루션 상세 분석
⑤ 국내외 배터리팩 부품 제조사 및 열폭주 업체 개발 동향에 대한 상세한 정보 수록
⑥ EV 시장 전망과 Pack 시장 전망 및 Pack 열관리 소재 시장 전망
⑦ Pack 구조안전 분야, 열폭주 분야, CTP 분야 특허 사례를 통한 팩 특허 동향 파악

목 차

1. 배터리팩 개념과 정의

• 1.1 Battery pack의 기본 개념
  • 전기자동차에서 Battery Pack의 의미
  • Battery cell, Battery Module, Battery pack의 의미
  • 전기자동차 플랫폼과 팩, 모듈
  • 전기자동차 플랫폼 내 팩의 기본 구성
  • Cell 및 Module 연결 방식(Serial / Parallel)
  • 배터리 용량 Capacity / 배터리 가용에너지 Usable Energy
  • 배터리 SOC, SOH, DOD 의미
  • 배터리 충전 방전 (C-rate)
  • 배터리 팩 Specification
• 1.2 Battery pack의 열관리
  • Pack 의 열관리 방식
  • Pack 의 최적의 열관리 (설계적 요소)
  • Pack 의 냉각 및 히팅 방식

2. 배터리팩 구조와 개발동향

• 2.1 Battery pack 구조
  • Pack의 구조 (Exploded view)
• 2.2 Battery pack 구성 부품
  • Pack housing 소재
  • xEV 차종 별 배터리 Housing 적용 현황 (Cover , Tray)
  • 팩 Sealing Gasket
  • Pack Integrity and Validation (CAE, IP test)
  • CMA(Cell Module Assembly)의 구조 (각형, 파우치형, 원통형)
  • CMA Cover
  • Compression pad
  • Cooling system Type 1
  • Cooling system Type 2
  • Cooling system Type 3
  • Cooling system Type 4
  • TIM(Thermal Interface Material) 구성 및 소재별 특성
  • TIM(Thermal Interface Material) for module
  • BMS(Battery Management System) 구조 및 특성
  • PRA (Power Relay Assembly)
  • MSD (Manual Service Disconnector)
  • HVIL 커넥터 (High Voltage Interlock connector)
  • Sensors (온도 및 전류 센서)
• 2.3 OEM Platform에 따른 Battery pack 개발 현황
  • EV 플랫폼에 따른 Pack 컨셉 변화
  • EV 플랫폼에 따른 Pack 특징
  • VW MEB platform
  • 현대차 E-GMP platform
  • GM Ultium platform
  • Module-free 배터리팩의 기술 동향
  • CATL, BYD CTP Technology
  • LGES CTP Technology
  • SK온 CTP Technology
  • Tesla New structural battery pack (Cell to Vehicle)
  • Hybrid Battery Pack 적용 (NIO NCM-LFP battery cell CTP)
  • Hybrid Battery Pack 적용 (CATL AB battery Pack)

3. 전기자동차 배터리 팩 사양분석 및 요약

• 3.1 전기자동차 배터리팩 사양 분석
• 3.2 EV용 배터리셀과 팩의 판가 전망
• 3.3 승용차용 전기자동차 배터리팩 평균 용량(kWh)
• 3.4 전기자동차 배터리팩 에너지 밀도 분석(kWh/kg)
• 3.5 전기자동차 배터리 팩 Usable energy 분석
• 3.6 배터리팩 주요 부품들의 무게 비중
• 3.7 배터리팩 주요 부품들의 Cost 구성
• 3.8 주요 EV 배터리팩 사양 요약 1
• 3.9 주요 EV 배터리팩 사양 요약 2
• 3.10 주요 EV 배터리팩 사양 요약 3 (Usable battery pack capacity)

4. 배터리 열폭주 대응 기술 동향

• 4.1 열폭주 현상 및 원인
• 4.2 배터리팩 난연의 필요성
• 4.3 열폭주 방지 솔루션 (Thermal Runaway Barrier)
  • TP(Thermal Propagation) 방지 대책
  • 모듈 내부에 적용되는 TBA(Thermal Barrier Assembly)
  • 모듈 외부에 적용되는 TBA(Thermal Barrier Assembly)
  • TP 소재별 특성
  • 모듈 및 팩 레벨의 TP 솔루션 : Venting technology
  • 두가지 형태의 배터리 팩 Venting 솔루션 (레벨 1, 레벨 2)
  • 배터리 팩 Venting의 일반적인 설계 디자인 (레벨 1, 레벨 2)
  • 셀, 모듈 그리고 팩 레벨에서 De-gas용 Vent 적용
  • 주요 설계 및 성능 고려 사항
  • 제품 요구 사항 : 레벨 1, 레벨 2 Venting
  • 테스트 요구 사항
  • Benchmark 사례 분석
  • Mica를 대체 가능한 Thermal Barrier 용 단열 소재
  • Mica 소재 특성
  • TRP Paper 제품 특성
  • 기타 대안 소재들

5. 배터리팩 주요 부품업체

• 5.1 Battery Pack 부품 제조사 (Global / 국내)
  • 한국단자
  • 영화테크
  • LS EV 코리아
  • 우리산업
  • 현우산업
  • 유라코퍼레이션
  • 경신
  • 모베이스전자(서연전자)
  • 알루코
  • 한온시스템
  • 생고뱅 PPL
  • 인지 컨트롤스
  • 세방리튬배터리
• 5.2 열관리 소재 업체
  • Alkegen
  • Morgan
  • Rogers
  • Laird
  • ASPEN
  • Pamica
  • Glory

6. EV 시장 전망과 Pack 시장 전망

• 6.1 EV 시장 전망
  • BEV/PHEV 별 글로벌 승용 EV 시장 전망
  • 글로벌 xEV용 배터리 수요 및 전망
  • 글로벌 EV배터리 cell 및 pack 시장 규모
  • 글로벌 EV Major Maker 별 전망
• 6.2 Pack 시장 전망
  • 전기자동차용 팩 시장 규모 및 전망
• 6.3 Pack 부품 시장 전망
  • 전기자동차용 팩 부품 시장 규모 전망
• 6.4 Pack 소재 시장 전망
  • 팩 하우징 소재 시장 규모 전망
  • 팩 열관리 소재 시장 규모 전망
  • TP 솔루션 소재 시장 규모 전망
  • 셀간구조 소재 시장 규모 전망
• 6.5 열관리 소재 시장 전망

7. Pack 특허 동향

• 7.1 국내 배터리 사 출원 특허 현황
• 7.2 국내 배터리 사 특허 사례
  • Pack 구조안전 분야 특허 사례
  • Pack 열폭주 분야 특허 사례
  • Pack CTP 분야 특허 사례

영문 목차

영문목차

Although the recent slump in electric vehicle sales has slowed things down a bit, the optimistic outlook for the electric vehicle industry remains.

As each country strengthens its carbon emissions, automakers will not be able to afford the penalties imposed by the regulations unless they sell electric vehicles. Therefore, it is clear that the transition to electric vehicles will continue. However, since consumers cannot lightly overlook the various negative views of buyers regarding electric vehicles, electric vehicle manufacturers have issues to solve, such as easy charging, long driving range, and safety from battery fires. In particular, the issue of electric vehicle battery fires is not a simple technical issue, but rather an important issue directly related to social safety, so it cannot help but be thoroughly verified.

The EU executive is planning to implement a new battery regulation in 2026, and the core of this is the Battery Passport. Therefore, battery manufacturers also need to strengthen battery safety and transparency to respond to international regulations. Accordingly, this report will examine recent technology trends in battery modules and packs for electric vehicles, and in particular, examine the response measures and technologies of each manufacturer related to thermal runaway.

This report not only explains the basic concepts of secondary battery packs and the basic concepts of thermal management, but also describes the battery pack structure, development trends, and battery pack components, and also analyzes and summarizes the development status of battery packs according to the major OEM platforms, major EV electric vehicle battery pack specifications, trends in battery thermal runaway response technologies, and a detailed description of the thermal runaway prevention solution (Thermal Runaway Barrier), introduces major battery pack component companies and thermal management, thermal runaway companies, and provides an outlook on the EV market, pack market, and thermal management material market. The last chapter covers the current status and cases of related battery pack patent trends.

Strong Points of This Report:

• 1. Easy to understand explanation of basic concepts of battery packs and battery pack thermal management
• 2. Easy to understand pack technology trends of major OEMs such as VW, Hyundai, GM, CATL, BYD, LGES, Skon, Tesla, and NiO
• 3. Summary of major EV battery pack specifications (usable battery pack capacity) and detailed analysis of sales price and energy density
• 4. Detailed analysis of battery thermal runaway response technology trends and prevention solutions that have recently emerged as issues
• 5. Detailed information on development trends of domestic and foreign battery pack component manufacturers and thermal runaway companies
• 6. EV market outlook, pack market outlook, and pack thermal management material market outlook
• 7. Understanding pack patent trends through patent cases in pack structural safety, thermal runaway, and CTP fields

VISUALS

Table of Contents

1. Battery pack concept and definition

• 1.1. Basic concept of battery pack
  • Meaning of battery pack in electric vehicles
  • Meaning of battery cell, battery module, and battery pack
  • Electric vehicle platform and pack, module
  • Basic configuration of pack in electric vehicle platform
  • Cell and module connection method (Serial / Parallel)
  • Battery capacity / Usable energy in battery
  • Meaning of battery SOC, SOH, DOD
  • Battery charge/discharge (C-rate)
  • Battery pack specification
• 1.2. Thermal management of battery pack
  • Pack thermal management method
  • Optimal pack thermal management (design factor)
  • Cooling and heating method of pack

2. Battery pack structure and development trends

• 2.1. Battery pack structure
  • Pack structure (Exploded view)
• 2.2. Battery pack components
  • Pack housing material
  • Battery housing application status by xEV vehicle type (Cover, Tray)
  • Pack Sealing Gasket
  • Pack Integrity and Validation (CAE, IP test)
  • CMA (Cell Module Assembly) structure (prismatic, pouch, cylindrical type)
  • CMA Cover
  • Compression pad
  • Cooling system Type 1
  • Cooling system Type 2
  • Cooling system Type 3
  • Cooling system Type 4
  • TIM(Thermal Interface Material) configuration and characteristics by material
  • TIM(Thermal Interface Material) for module
  • BMS(Battery Management System) structure and characteristics
  • PRA (Power Relay Assembly)
  • MSD (Manual Service Disconnector)
  • HVIL connector (High Voltage Interlock connector)
  • Sensors (Temperature and current sensors)
• 2.3. Battery pack development status by OEM platform
  • Concept change of pack by EV platform
  • Pack features by EV platform
  • VW's MEB platform
  • Hyundai Motor's E-GMP platform
  • GM's Ultium platform
  • Technology trends of module-free battery packs
  • CATL, BYD's CTP Technology
  • LGES's CTP Technology
  • SK on's CTP Technology
  • Tesla's New structural battery pack (Cell to Vehicle)
  • Application of Hybrid Battery Pack (NIO NCM-LFP battery cell CTP)
  • Application of Hybrid Battery Pack (CATL AB battery Pack)

3. Electric vehicle battery pack specification analysis and summary

• 3.1. Electric vehicle battery pack specification analysis
• 3.2. EV battery cell and pack sales price forecast
• 3.3. Passenger car electric vehicle battery pack average capacity (kWh)
• 3.4. Electric vehicle battery pack energy density analysis (kWh/kg)
• 3.5. Electric vehicle battery pack usable energy analysis
• 3.6. Weight ratio of major battery pack components
• 3.7. Cost composition of major battery pack components
• 3.8. Summary of major EV battery pack specifications 1
• 3.9. Summary of major EV battery pack specifications 2
• 3.10. Summary of major EV battery pack specifications 3 (Usable battery pack capacity)

4. Battery thermal runaway response technology trends

• 4.1. Thermal runaway phenomenon and causes
• 4.2. The need for battery pack flame retardancy
• 4.3. Thermal runaway prevention solutions (Thermal Runaway Barrier)
  • TP (Thermal Propagation) prevention measures
  • TBA (Thermal Barrier Assembly) applied inside the module
  • TBA (Thermal Barrier Assembly) applied outside the module
  • Characteristics by TP material
  • TP solutions at module and pack levels: Venting technology
  • Two types of battery pack venting solutions (Level 1, Level 2)
  • General design of battery pack venting (Level 1, Level 2)
  • Vent application for De-gas at cell, module and pack level
  • Key design and performance considerations
  • Product requirements: Level 1, Level 2 venting
  • Test requirements
  • Benchmark case analysis
  • Insulating materials for Thermal Barriers that can replace Mica
  • Mica material properties
  • TRP Paper product properties
  • Other alternative materials

5. Battery Pack Major Component Suppliers

• 5.1. Battery Pack Component Manufacturers (Global / Domestic)
  • KET
  • Younghwa Tech
  • LS EV Korea
  • WOORY INDUSTRIAL
  • Hyunwoo Industrial
  • YURA CORPORATION
  • Kyungshin
  • Mobase Electronics (Seoyeon Electronics)
  • Aluco
  • Hanon Systems
  • Saint-Gobain PPL
  • INZI CONTROLS
  • SEBANG GLOBAL BATTERY
• 5.2. Thermal management material manufacturers
  • Alkegen
  • Morgan
  • Rogers
  • Laird
  • ASPEN
  • Pamica
  • Glory

6. EV & Pack Market Outlook

• 6.1. EV market outlook
  • Global passenger EV market outlook by BEV/PHEV
  • Global xEV battery demand and outlook
  • Global EV battery cell and pack market size
  • Outlook by global EV major maker
• 6.2. Pack market outlook
  • Pack market size and outlook for electric vehicles
• 6.3. Pack component market outlook
  • Market size outlook for electric vehicle pack components
• 6.4. Pack material market outlook
  • Market size outlook for pack housing materials
  • Market size outlook for pack thermal management materials
  • Market size outlook for TP solution materials
  • Market size outlook for cell-to-cell structure materials
• 6.5. Market size outlook for thermal management materials

7. Pack Patent Trends

• 7.1. Status of domestic battery company patent applications
• 7.2. Domestic battery company patent cases
  • Patent cases in the field of pack structural safety
  • Patent cases in the field of pack thermal runaway
  • Patent cases in the field of pack CTP

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