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