GM 얼티엄 플랫폼(Ultium Platform)과 얼티엄 배터리에 대한 이해

 전기차 북미시장 2위인 GM의 "얼티엄 플랫폼"에 대해 아시나요? LG 에너지솔루션과 합작하여 만든 얼티엄 배터리를 기본으로 GM의 다양한 라인업의 근간이 되는 플랫폼인데요. 해당 플랫폼에 대해 전반적인 내용을 살펴보고자 합니다.

 

 

     포스팅 목차

 

1. 얼티엄 플랫폼이란?

 "얼티엄 플랫폼(Ultium Platform)"은 미국 제너럴모터스(GM)의 전기차량용 배터리 및 모터 아키텍처입니다.

 모듈식 EV Platform으로 파워트레인에 들어가는 요소들을 그룹핑하여, 모듈로 각각 제조한 후 필요에 따라 모듈을 조립하는 것인데요.

 한 가지 플랫폼을 지칭하는 것이 아닌 모터와 배터리팩 구성을 통칭하는 단어라 할 수 있습니다. 우리가 흔히 알고 있는 "스케이트보드 플랫폼"은 아닙니다.

 

< GM 얼티엄 플랫폼 배터리 적층 - 출처 : GM >

 

1) 모듈 플랫폼 (Module Platform)

 얼티엄 플랫폼의 가장 큰 특징은 차량 한 대를 위해 플랫폼 전체가 설계되는 방식이 아니라, 각각의 모델화된 구성 모듈을 조합하여 차량에 맞게 조립하는 점입니다. 이렇게 되면 다양한 라인업 구성에 유리하며 원가 절감(생산비용절감)에도 유리함을 얻게 됩니다.

 

 그런데 이러한 모듈식 플랫폼 구성을 위해서는 반드시 "배터리팩의 유연화"가 뒷받침되어야 합니다. 전기차에서 가장 큰 무게와 부피를 차지하고, 가장 큰 원가를 자랑하는 배터리팩을 유연하게 설계할 수 있도록 해야 앞서 말씀드린 모듈 플랫폼이 가능합니다.

 여기에서 LG에너지솔루션의 경쟁력인 파우치 배터리가 사용됩니다. GM은 우리나라 기업이자 글로벌 대표 배터리 기업인 LG에너지술루션과 힘을 합쳐 합작 법인을 세웠는데요. 바로 "얼티엄 셀즈(Ultium Cells LLC)"입니다.

 

 두 회사의 기술을 모아 배터리셀을 가로로 쌓거나 세로로 쌓을 수 있는 모듈식 배터리팩을 개발했고 이를 "얼티엄 배터리 셀"이라고 부릅니다. GM은 이 배터리팩 구성을 매우 중요시하였습니다.

 전기차를 다양하게 보이게 하는 것은 차량 외관이지만, 차량의 실제 퍼포먼스와 내구성을 결정하는 것은 배터리팩을 중심으로 한 내부 설계임을 잊지 않고 GM만의 일관성 있는 전기차의 근본을 만들어가려 하고 있는 것이죠.

 2023년에만 9개의 전기차 라인업을 계획했을 정도로 얼티엄 플랫폼의 최적화가 잘 진행되고 있는 것 같습니다.

 

 

2) 얼티엄 플랫폼 라이센스

 GM 얼티엄 셀즈를 통한 배토리 제조와 얼티엄 플랫폼에 이르기까지의 공정을 수직계열화를 완성함으로써 자사의 제품에 반영하는 한편, 해당 라이센스를 타사에도 제공하여 또 다른 수익을 창출하려고 합니다.

 

 현재 전기차 시장은 테슬라를 제외하고는 안정적인 수익마진을 확보한 기업은 거의 없습니다. 그 정도로 기본이 어려운 사업인데요. 신생 전기차 회사도 많고 기존 제조사에서도 고군분투 중인데, GM은 이러한 현 시장을 고려하여 얼티엄 플랫폼 라이센스 장사를 하려는 것 같습니다.

 

 개인적으로 대체 누가 자사 개발을 안 하고 타사의 배터리셀 플랫폼을 구매할까라고 생각했는데 이미 일본의 전통 완성차 회사인 혼다에서 얼티엄 플랫폼을 적용한 전기차를 2024년에 생산 예정이라고 해서 놀랐습니다. 이 차량은 현재 플로그 시험주행차량 스파이샷도 공개가 되었습니다.

 

< 얼티엄플랫폼으로 제작된 혼다 차량 스파이샷 - 출처 : MOTORGRAPH >

 

2. 얼티엄 배터리 셀

 얼티엄 플랫폼의 핵심인 얼티엄 배터리셀은 기본적으로 "장축 셀"이 주력 무기가 됩니다. 장축 셀이란 배터리 셀 좌ㆍ우 길이가 500mm 이상으로 길게 생긴 제품을 말하는데요. 이러한 긴 셀들을 좌우로 2단 배열 구조로 사용합니다.

 이로 인한 열관리, 다양한 차종 적용을 확보할 수 있는데요. 자세한 사항이 궁금하신 분들은 아래 유튜브 영상을 참고하면 좋을 것 같습니다.

 

< GM 얼티엄 플랫폼에 대한 특징을 설명하는 유튜브 - 출처 : Autoline Network >

 

 그럼 이제 얼티엄 배터리셀의 특징을 간략하게 살펴보도록 하겠습니다.

 

< GM 얼티엄 배터리 모듈 - 출처 : GM >

 

• 얼티엄의 배터리는 NCMA(니켈·코발트·망가니즈·알루미늄)로 구성된 파우치 형태의 고에너지밀도 배터리를 사용한다.
• 배터리팩 내부에 대용량 파우치셀을 세로 또는 가로로 쌓을 수 있습니다. 기본적으로 평면 형상이 효율적으로 적층 되기 때문에 낭비되는 공간이 적어 효율적인 공간활용이 가능합니다.
• 추가적으로 전기를 구성하는 게 비교적 간편하고, 냉각시스템 구성도 단순화가 가능합니다.
• 승용차 외 트럭, SUV, 크로스오버에도 적용 가능합니다.
• 충전용량은 50 kWh에서 최대 200 kWh이며, 기속시간은 0~60 mph 기준 3초(0~100km/h 기준 3.3초) 이내입니다.
• 중량 에너지밀도는 272Wh/kg이며, 체적 에너지 밀도는 623Wh/L입니다.
• 완충 시 주행거리는 최대 400마일 (644km)까지 지원합니다.
• 각 Ultium 파우치 셀의 크기는 약 23 x 4 x 0.4인치(584 x 102 x 10mm)이고 무게는 3.0lb(1.36kg)이며 0.37 kWh를 저장할 수 있습니다.

 

 

3. 얼티엄 플랫폼 적용 차량

 현재 얼티엄 플랫폼이 적용되어 출시된 차량은 총 3개이며, 2023년 하반기에는 추가로 7개의 새로운 전기차량이 출시된다고 합니다. 얼티엄 플랫폼의 범용성이 돋보이는 부분이라 할 수 있습니다.

 

얼티엄 플랫폼 기반 차량 출시 시점	출시 차량
얼티엄 플랫폼 기반 출시된 차량	ㆍ캐딜락 리릭 EV   (대형 SUV, 2022~) ㆍGMC 허머 EV   (대형 픽업 트럭, 2022~) ㆍ쉐보레 실보라도 EV   (대형 픽업 트럭, 2022~)
얼티엄 플랫폼 기반 출시 예정 차량	ㆍ쉐보레 블레이저 EV ㆍ쉐보레 이쿼녹스 ㆍ쉐보레 실버라도 EV ㆍ캐딜락 리릭 ㆍGMC 허머 EV ㆍGMC 허머 픽업 EV ㆍ브라이트 드롭 전기 밴

 

 실제로 2023 하반기에 이 모든 차량이 출시될지 믿기가 좀 어려운데요. 지켜봐야 할 것 같습니다.

 

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 오늘은 이렇게 전기차 시장에서 테슬라를 따라잡으려 하는 전통 자동차 강자 GM의 얼티엄 플랫폼에 대해서 알아보았습니다. 현재까지는 테슬라의 독주였지만, 이제는 모두가 전기차의 필요성을 알고, 너도나도 사업에 뛰어들기 때문에 향후 전기차 시장의 판도에 대해 확신할 수 있는 사람은 없을 것입니다.

 

 지속적으로 살펴보고 필요하면 또 포스팅으로 공유드리겠습니다. 부족한 글 읽어주셔서 감사드리고, 오늘도 행복한 하루로 마무리하시기 바랍니다.

 

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