<2022> Global EV Battey Pack 개발동향 및 시장전망 (~2030)
전기자동차는 2021년 급격한 성장을 시작으로 향후 10년간 매우 괄목할 만한 성장이 예상된다. 특히 전기자동차 출시는 전용 platform화에 따라 더욱 다양한 모델이 출시될 것으로 보이며, 배터리 모듈 및 팩의 개발 경향은 경량화, 저비용화 등의 방향으로 지속적으로 변화할 것이다. 그리고 배터리 셀의 화학 조성의 변화, 팩 설계 디자인과 소재 선택으로 인해 팩 레벨에너지 밀도가 증가되고 있으며, 특히 module-less pack 기술의 도입으로 인해 점점 더욱 증가할 것으로 보인다. 2025년 187Wh/kg, 2030년에는 215Wh/kg으로 전망이 된다. 글로벌 OEM들은 각각 어떻게 대응을 진행하고 있는지 개발 현황 및 팩 동향 분석에 대한 내용을 이 레포트를 통해서 알아볼 수 있다. 더불어 글로벌 팩 및 부품 시장 규모와 전망 그리고 배터리 팩 특허 동향 및 사례에 대해서도 확인해 볼 수 있다.
1장에서는 배터리 팩의 기본적인 설명을 하였고, 2장에서 배터리 팩의 상세 구조 및 각 Car OEM들의 배터리 팩 개발 현황에 대해서 설명하였다. 3장은 배터리 팩의 cost 분석을 하였고, 4장에서는 배터리 팩 및 부품의 supply chain에 대해 기술하였다. 5장과 6장에서는 배터리 팩 제조사와 부품사에 대해서 조사하였다. 7장은 EV 시장 규모 및 배터리 팩 시장에 대해서 전망하였다. 마지막으로 8장에서는 배터리 팩의 특허 동향 및 출원 세부 사항 그리고 최근 안전구조 관련 특허 사례에 대해서 특허청의 자료를 바탕으로 내용을 담았다.
본 레포트의 상세한 목차는 아래와 같다.
1. Battery pack 개념과 정의 ------------------ 8
1.1 Battery pack의 기본 개념 ----------------- 9
Battery cell, Battery Module, Battery pack의 의미
Cell type에 따른 Module 과 Pack 형태
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 ----------------- 21
Pack 의 열관리 방식
Pack 의 최적의 열관리 (설계적 요소)
Pack 의 냉각 및 히팅 방식
1.3 Battery pack의 차량내 레이아웃 ------------- 25
팩 탑재 위치에 따른 팩 종류
2. Pack의 구조와 개발동향 ------------------------- 28
2.1 Battery pack 구조 -------------------- 29
Pack의 구조 (Exploded view)
2.2 Battery pack 구성 부품 -------------------- 30
Pack housing (Cover, Tray, Sealing Gasket)
xEV 차종별 배터리 Housing 적용 현황 (Cover , Tray)
Pack Integrity and Validation
CAE (Simulation on Cell level and Pack level)
CMA(Cell Module Assembly)의 구조 (각형, 파우치형, 원통형)
CMA Cover
Compression pad
Cooling system (Type 1~4)
TIM(Thermal Interface Material) 종류 및 특성
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 ----------- 56
주요 OEM의 EV Platform 개발 현황
VW MEB platform
현대차 E-GMP platform
GM Ultium platform
Tesla New structural battery pack (Cell to Vehicle)
CATL, BYD Module-free battery pack (Cell to Pack)
3. EV Pack 사양 분석 --------------------------- 63
3.1 Battery pack의 Value Chain -------------- 64
3.2 Battery pack의 Cost 구성 -------------- 65
Pack Component 별 Weight 비중
Pack Component 별 Cost 구성
3.3 Battery pack의 원가 변화 추이 -------------- 68
배터리 팩의 kWh당 cost 및 packing 원가 비중 변동
3.4 전기자동차 배터리팩 사양 분석 -------------- 69
3.5 배터리팩 에너지 밀도 변화 추이 -------------- 72
3.6 승용 전기자동차 배터리팩 평균 용량(kWh) ---- 74
3.7 전기자동차 배터리 팩 Usable energy 분석 ---- 75
4. Pack의 Supply Chain(Cell-Module-Pack) ------ 77
4.1 Cell, Module, Pack의 Supply Chain ------- 78
Supply Chain overview
Pack 및 Module의 supply chain
BMS supply chain
BMS 주요 공급 업체 동향
4.2 완성차와 부품사간의 협력관계 ---------- 84
Car OEM과 Battery cell 제조사 간의 Partnership과 JV
Car OEM과 BMS 공급자 간의 Partnership
5. 주요 pack 업체 ----------------------------------- 86
5.1 Pack 업체(Global/국내) ----------- 87
현대모비스
LGES (Energy Solution)
CATL (Contemporary Amperex Technology Co.,Ltd.)
BYD
SDI
SK on
6. 주요 pack 부품업체 ----------------------- 99
6.1 Pack 부품업체(Global/국내) ------ 99
Busbar & ICB Assembly
한국단자공업(KET) / 영화테크 / LS EV코리아
Harness Assembly
유라코퍼레이션
Housing Assembly
한주금속 / 알루코(동양강철) / 인지컨트롤스
Thermal Management System
한온시스템
Thermal Management Materials
WACKER / Saint-Gobain PPL
Pack gasket
동아화성
Pack Module Manufacturing
세방리튬배터리
7. EV 시장 전망과 Pack 시장 전망 ---------------- 124
7.1 EV 시장 전망 ------- 125
BEV/PHEV 글로벌 시장 현황
배터리 cell 및 pack 시장 규모
EV OEM별 (Global Top 6 makers) 전망
지역별 시장 전망
7.2 Pack 시장 전망 -------- 133
Global 전기자동차용 팩 시장 규모 및 전망
7.3 Pack 부품 시장 전망 ------- 134
국내 전기자동차용 팩 부품 시장 규모 전망
8. Pack 특허 동향 --------------------------- 135
8.1 출원 동향 ------ 136
연도별 배터리 구조의 안전 분야 특허 출원건수
안전분야 특허 비중
8.2 세부 출원 ------ 138
안전분야 기술 유형별 국내 출원
안전분야 세부 기술별 국내 출원
10-19년 국내 배터리 구조분야 특허 출원
중국내 배터리 안전분야 출원인 국적별 점유율
8.3 특허 사례 ------ 141
Pack 구조안전분야 특허 사례