배터리와 차체를 하나로 ‘셀투바디’ 경쟁…테슬라 넘어 BYD·볼보 선도

셀 투 바디 기술은 전기차의 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있다. [사진: Reve AI]

[디지털투데이 홍진주 기자] 유럽 전기차 시장에서 중국 BYD의 약진은 더 이상 이례적인 일이 아니다. BYD는 배터리 혁신을 앞세워 전기차 성능과 원가 경쟁력을 동시에 끌어올리며 판매 순위를 빠르게 끌어올리고 있다. 그 중심에는 배터리를 차량 구조에 직접 통합하는 '셀투바디'(Cell-To-Body) 기술이 있다.

최근에는 스웨덴 볼보까지 이 기술 대열에 합류하며 경쟁 구도가 더욱 뚜렷해지고 있다. 관련 내용을 3일(이하 현지시간) 전기차 매체 클린테크니카가 보도했다.

셀투바디는 배터리 셀을 별도의 배터리 팩 없이 차량 섀시에 직접 통합하는 구조다. 이를 통해 차량 무게를 줄이고 실내 공간을 확보하는 동시에 제조 공정을 단순화해 비용을 절감할 수 있다. 테슬라가 지난 2020년 배터리 데이에서 처음 해당 개념을 제시했지만, 상용화 측면에서는 BYD가 가장 앞서 있다는 평가다. BYD는 이 구조를 통해 에너지 밀도와 차체 강성을 동시에 개선하며 대량 생산에 성공했다.

이 기술은 학계에서도 주목받고 있다. 스웨덴 찰머스 공과대학 연구진은 2007년부터 배터리를 구조체로 활용하는 개념을 연구해왔으며, 2021년에는 '질량 없는 전기차 배터리(massless battery)'라는 개념을 제시했다. 배터리 팩의 외부 컨테이너와 셀 자체에 구조적 강성을 부여해 차량 전체 무게와 크기, 비용을 동시에 줄이겠다는 접근이다.

찰머스 연구진은 이후 연구에서 알루미늄 포일 대신 탄소섬유를 전극의 하중 지지 재료로 활용하는 방안을 제시했다. 탄소섬유는 양극에서는 보강재이자 집전체, 활성 물질 역할을 동시에 수행하고, 음극에서는 리튬이 쌓일 수 있는 구조적 기반이 된다. 연구팀은 이를 통해 강성과 에너지 밀도를 동시에 높이고, 더 빠른 충전 사이클까지 구현할 수 있을 것으로 보고 있다. 해당 연구는 스웨덴 국립우주국과 '월렌버그 지속가능성 소재 과학 이니셔티브'((Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability, WISE)의 지원을 받아 이어지고 있다.

완성차 업체 중에서는 볼보가 BYD와 함께 셀투바디 기술 상용화를 선도하고 있다. 볼보는 지난 1월 19일 공개한 차세대 전기 SUV EX60을 통해 최대 810km 주행거리와 초고속 충전을 내세웠다. 차량은 400kW 급속 충전 기준으로 10분 만에 약 340km를 충전할 수 있으며, 셀투바디 구조와 메가 캐스팅 공법을 결합해 에너지 효율을 극대화했다. 볼보는 EX60을 '전기차 시장의 게임 체인저'로 규정하며 주행거리와 충전 불안을 동시에 해소하겠다는 전략을 밝혔다.

반면, 셀투바디 개념을 처음 제시했던 테슬라는 최근 배터리 혁신에서 뚜렷한 진전을 보여주지 못하고 있다. 2020년 첫 배터리 데이 이후 관련 업데이트는 사실상 중단됐고, 사이버트럭 출시 지연과 모델 S·X 단종 논란으로 배터리 전략의 방향성도 불투명해졌다. 업계에서는 BYD와 볼보가 셀투바디 기술을 주도하는 가운데, 테슬라가 차세대 배터리 경쟁에서 뒤처질 수 있다는 관측도 나온다.

전기차 경쟁의 핵심이 단순한 배터리 용량을 넘어 차량 구조와 제조 방식 혁신으로 이동하면서, 셀 투 바디 기술을 누가 가장 빠르고 안정적으로 상용화하느냐가 향후 전기차 시장의 판도를 좌우할 핵심 변수로 떠오르고 있다.