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BEV3 플랫폼
BEV3 플랫폼(Battery Electric Vehicle 3 Platform)은 2020년 3월에 열린 EV 위크에서 제너럴모터스(GM; General Motors Corporation)가 공개한 차세대 전기차 플랫폼이다. 미국 제너럴모터스(GM)와 한국 ㈜엘지화학의 합작사인 얼티엄셀즈에서 새롭게 개발한 얼티엄 배터리(Ultium Battery)라는 차세대 배터리를 동력원으로 한다.
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개요
제너럴모터스(GM)는 미국에 기반을 둔 자동차 제조 기업이다. 간략히 GM(지엠)이라고 한다. 제너럴모터스는 뷰익(Buick), 캐딜락(Cadillac), 쉐보레(Chevrolet), 지엠씨(GMC), 홀덴(Holden)을 포함하여 전 세계적으로 자회사와 상표를 가지고 있다. 또한 계열사로는 온스타(Onstar), 아담오펠(Adam Opel), 지엠홀덴(GM Holden), 지엠캐피탈(GM Capital) 등이 있으며 북미 이외의 24개국에서 28개의 자회사를 가지고 169개국에서 자동차를 판매하는 세계적인 다국적 기업이다. 제너럴모터스는 주요 사업 부문인 자동차 제조 외에도 금속제품, 디젤엔진, 가전기기, 군사방어체계, 우주항공 부문까지 사업 분야를 넓히고 있다.[1] 제너럴모터스는 전기자동차 분야에도 많은 관심이 있었는데 시장에 대한 불확실성 요소와 소비자 선호도가 정확하지 않아 전기자동차 개발에 소극적이었다. 그러나 2019년 미국의 테슬라(Tesla)가 전기자동차를 통해 얻은 큰 성공은 시장 전망이 불확실했던 전기자동차 시장을 환하게 밝혀주었고 이는 제너럴모터스가 전기자동차 시장에 뛰어들게 되는 계기가 되었다. 그리고 2020년 03월, EV 위크에서 새로 개발한 얼티엄 배터리와 함께 이를 동력원으로 하는 차세대 전기차 플랫폼 BEV3 플랫폼을 공개하며 소비자들의 찬사와 이목을 끌게 된다. 제너럴 모터스의 회장 겸 CEO인 메리 바라는 “우리가 한 일은 훨씬 덜 복잡하고 훨씬 더 유연하게 우리의 풀사이즈 트럭 사업에 필적하는 규모의 경제를 가진 다중 브랜드, 다중 세그먼트 EV 전략을 구축한 것”이라고 말했다.[2] 이는 제너럴모터스가 생산하는 전기차는 모두 BEV3 플랫폼을 기반으로 제작될 것을 암시하며 2020년 3월에 공개된 캐딜락 리릭(Lyriq)을 처음으로 다양한 전기자동차 라인업을 구축할 것을 의미한다고 볼 수 있다. 제너럴모터스는 차세대 전기차와 슈퍼 크루즈 기술을 연동한 자율주행차 양산은 물론, 메이븐(Maven) 등 자체 카쉐어링 브랜드를 통한 공유 경제로 영역을 넓혀 미래 자동차 산업을 선점할 계획이라고 밝혔으며 늘 자동차 산업에서 앞선 기술력을 자랑해온 제너럴모터스가 차세대 전기차 시장에서 자동차 산업의 패러다임을 바꿀 수 있을지 업계의 관심이 모아지고 있다.[3]
제품
BEV3 플랫폼
제너럴모터스는 2020년 03월에 열린 EV 위크에서 새로 개발한 얼티엄 배터리와 함께 이를 동력원으로 하는 차세대 전기차 플랫폼 BEV3 플랫폼을 공개했다. 전기자동차 플랫폼인 BEV3의 가장 큰 특징은 차종을 가리지 않는 범 적용성이다. 제너럴모터스는 BEV3 플랫폼이 SUV, 크로스오버, 승용 모델, 상용차 등 다양한 자동차 제작에 유연하게 대응할 수 있다고 밝혔다.[4] 또한 토지와 건물은 물론 차체 및 도장 공장과 같은 생산 설비 등 기존 자산을 활용해 전기차 사업에 들어가는 투자 비용을 효율적으로 절감함으로써 자본의 효율성에 집중할 수 있다. 제너럴모터스는 전기자동차를 제작할 때 BEV3 플랫폼을 적용하게 되면서 단순한 부품 조립 방식으로 차량을 설계할 수 있도록 만들었다. 복잡성을 줄임과 동시에 차량과 차량 구동 시스템 부분에서 부품 수를 최소화 할 수 있게 되었는데, 기존 내연기관 모델에는 550가지의 파워트레인 조합으로 구성되어 있으나 BEV3 플랫폼을 통해 단 19가지의 배터리 및 드라이브 유닛 조합만으로도 제조할 수 있게 되었다.[3] 비용 절감과 범용성뿐만 아니라 제너럴모터스는 전기자동차에 BEV3 플랫폼을 적용하면서 차량마다 제한되었던 구동 방식에서 완전히 자유롭게 되었다. 쉐보레 볼트(Chevrolet Bolt)가 기반하고 있는 BEV2 플랫폼, 1990년대 EV1이 기반하고 있는 BEV1 플랫폼에 이은 3세대 전기차 플랫폼 BEV3는 폭스바겐(Volkswagen)의 MEB 플랫폼과 유사한 형태의 플랙시블 전기차 아키텍처로 서로 다른 3개 스타일의 얼티엄 배터리 팩에 더해 다양한 인하우스 전기 모터와 전륜구동, 후륜구동, 사륜구동, 퍼포먼스 사륜구동(performance all-wheel drive) 등을 모두 지원하기 때문이다.[5] BEV3 플랫폼은 증가하는 전기자동차 고객의 수요에 대응할 수 있을 전망이다. 미국 내 전문가들은 미국의 전기차 판매량이 2025년부터 2030년 사이 약 300만대로 2배 이상 증가할 것으로 예견하고 있다. 제너럴모터스는 대표 자동차 세그먼트에서의 다양한 전기차 모델 출시, 충전소 인프라 구축 그리고 전기자동차 유지비용의 지속적인 감소에 따라 전기차 판매량이 기대치를 상회할 것으로 전망하고 있다. 배터리 셀 제조가 수직적으로 통합됨에 따라 제너럴모터스는 타사에 라이선스 기술을 제공할 수 있기 때문에 BEV3 플랫폼은 제너럴모터스의 새로운 수익원으로 될 것으로 보인다. 제너럴모터스 역시 전기차 프로그램을 충분히 수익성 있는 사업으로 판단하고 있으며, 동시에 또 다른 성장을 위한 발판으로 전망하고 있다. 제너럴모터스는 BEV3 플랫폼을 적용한 캐딜락 리릭과 쥐엠씨 허머 EV(Hummer EV)를 출발로 다양한 라인업 구축에 몰두하고 있으며 2023년까지 최대 22종의 전기차를 출시함에 따라 향후 5년 내로 전기차 판매 100만대를 상회하는 실적을 기록할 것으로 기대하고 있다.[3]
얼티엄 배터리
얼티엄 배터리는 제너럴모터스와 LG화학의 합작사인 얼티엄셀즈에서 새롭게 개발한 차세대 배터리이다. 제너럴모터스의 신형 얼티엄 배터리는 대형 파우치 형태의 장축 셀을 배터리 팩 내부에 가로 혹은 세로로 배치할 수 있는 차별화된 구조로 설계돼 업계에서 매우 특별한 평가를 받고 있으며, 각 차량의 디자인에 따라 배터리 공간과 레이아웃을 최적화할 수 있는 장점이 있다.[6] 기존 '1+1+1'의 3단 배열에서 '1+1' 2단 배열을 채택하게 되면서 에너지 밀도를 효율적으로 끌어올렸으며 일부 차종의 경우 전통적인 'T'자 배열의 ICE 플랫폼을 사용하지만, 대부분은 2단 배열 모듈을 적용할 계획이다. 얼티엄 배터리는 라미네이션 공정을 통해 배터리 팩 내부에서 모듈을 수직 혹은 수평으로 쌓아서 에너지 스토리지와 레이아웃의 유연성을 높인 것이 특징이며 제너럴모터스는 한 개 배터리 팩 내에 6~12개의 모듈을 쌓을 수 있고 더블 레이어 배터리 팩의 경우 최대 24개까지 쌓을 수 있다. 테슬라 원통형 셀 20개로 낼 수 있는 전력을 얼티엄 배터리 100Ah 셀 하나로 낼 수 있는 경쟁력을 가진 셈이다. 최소 규모인 6 모듈 팩의 경우 50kWh, 24 모듈 더블 레이어 팩의 경우 최대 200kWh의 동력을 낼 수 있다. 이 중 200kWh, 800V 얼티엄 배터리 팩을 탑재한 EV의 경우 단일 충전으로 최대 650km를 주행할 수 있으며 3초 내로 시속 100km/h까지 가속이 가능하다.[5] 얼티엄 배터리가 차세대 배터리로 떠 오른 이유로 차별화된 구조뿐만 아니라 배터리를 구성하는 성분이 자동차 주행성능을 향상하는 데 크게 기여했다는 점도 주목해야 한다. 니켈이 많을수록 에너지밀도가 높아져 고용량 제품을 구현할 수 있기 때문에 최근 배터리 제조사는 전기차 주행거리 향상을 위해 하이니켈에 초점을 맞추고 있다.[7] 얼티엄 배터리의 경우 니켈, 코발트, 망가니즈, 알루미늄을 양극재로 사용하여 개발한 리튬이온 배터리로, 기존의 NCM 배터리보다 코발트 함량을 70% 줄이는 대신 알루미늄을 추가하고 니켈양을 늘린 새로운 유형의 NCMA 배터리다.[8] 니켈 함량을 높인 NCMA는 기존 배터리 셀보다 60% 더 많은 에너지 용량을 생성하고 셀 간 공간을 줄일 수 있어 효율적인 설계를 구현할 수 있다. 그렇기 때문에 니켈 비중이 높은 배터리를 전기차에 탑재할 경우 주행거리를 늘릴 수 있고, 동일한 용량의 배터리를 더 적은 무게와 작은 부피로 만들 수 있게 된다. 또한 가격 변동성이 크고 고가의 광물인 코발트 함량을 줄일 수 있어 업체 입장에서는 원가 경쟁력 확보에도 유리하다는 장점이 있다. 하지만 니켈의 함량을 높여 에너지밀도를 증가시킨 만큼 많은 양의 리튬이온이 음극으로 이동하면 구조적으로 불안정해지는 문제가 발생하기 때문에 배터리 구성 성분에 알루미늄을 추가해 출력을 더욱 높여주고 화학적 불안정성을 낮추는 고도의 기술력이 요구된다.[9] 코발트 함량을 줄이고 니켈 함량을 높이는 특허 기술이 적용되면서 배터리 셀 비용을 1kWh당 100달러 미만으로 낮출 예정이며 계속되는 기술 및 제조 혁신을 통해 지속해서 비용을 낮춰 나갈 계획이다. 또한 제너럴모터스의 새로운 글로벌 전기차 플랫폼은 돋보이는 디자인, 퍼포먼스, 배터리 패키징, 주행 거리, 합리적인 가격을 바탕으로 SUV, 크로스오버, 승용 모델, 상용차 제작에 모두 유연하게 대응할 계획이다.[7]
적용 모델
캐딜락 리릭
캐딜락 리릭(Cadillac Lyriq)은 2020년 공개된 캐딜락 브랜드 최초의 전기차 SUV 모델이다. 당초 캐딜락은 2022년 1월 리릭 양산형 모델을 공개할 예정이었다. 하지만 제너럴모터스의 얼티엄 배터리 구조, 새로운 소프트웨어 개발 툴을 활용해 개발 기간을 9개월이나 단축시켰다고 밝혔다. 캐딜락 리릭에는 100kWh 용량의 얼티엄 배터리가 사용되어 1회 충전 시 주행거리는 약 483km이며 190kW 고속충전을 지원하여 10분 충전으로 122km를 주행할 수 있다. 후륜에 장착된 모터는 340마력과 44.9kgf.m의 토크로 준수한 퍼포먼스를 보여준다.[10] 캐딜락 리릭의 디자인은 공식 출시 전 콘셉트카와 매우 유사한 디자인으로 소비자의 이목을 끌었다. 미래 지향적인 디자인과 함께 많은 공기역학적 요소가 포함되어 있으며 전체적으로 루프가 낮게 떨어지는 쿠페 스타일로 디자인되어 웅장하면서도 날렵한 느낌을 준다. 실내에는 10억가지 색상을 구현할 수 있는 엘지디스플레이㈜(LG Display)에서 개발한 패널이 장착되어있다. 전체적으로 물리적 버튼을 최소화하였고 공조 장치에는 스위치를 적용해 직관적인 컨트롤이 가능하다. 또한 캐딜락 리릭에는 레벨3 자율주행 시스템인 스마트 크루즈 시스템이 탑재돼 운전자의 편의성을 증대시켰다. 캐딜락 리릭은 미국 기준 2021년 9월부터 공식예약이 시작되고 2022년 상반기에 인도될 예정이다. 대한민국 기준 국내 출시 여부는 아직 정해진 바가 없지만, 현재 한국시장에서의 전기차 판매량이 계속해서 증가하고 있는 추세이기 때문에, 국내 출시 가능성은 매우 높다는 게 업계의 시각이다.[11]
GMC 허머 EV
허머 EV는 제너럴모터스 산하의 GMC(지엠씨)에서 공개한 전기자동차로 허머(Hummer) 브랜드 폐기 후 10년 만에 전기자동차로 부활했다. 허머 EV는 첨단 기술의 집약체인 오프로드 픽업트럭으로, 다양한 기능과 놀라운 성능을 보여준다. 제너럴모터스와 엘지화학이 공동으로 개발한 얼티엄 배터리를 기반으로 자체 개발한 전기자동차 드라이브 유닛인 얼티엄 드라이브로부터 추진 동력을 공급받는다. 허머 EV에 탑재된 얼티엄 배터리 팩에는 다섯 가지 종류의 구동장치와 더불어 2개의 전기모터와 함께 LG화학과 개발한 배터리 셀이 탑재되어 있다. 약 350kWh급 배터리 셀이 탑재되어 있는데, 이 정도 용량이면 코나 EV 배터리 용량의 5.5배에 달한다. 제너럴모터스는 막대한 용량 덕분에 거대한 차체와 그만큼의 무게를 지닌 허머 EV는 무려 564km를 주행할 수 있다고 밝혔으며 이 배터리 팩 덕분에 기존의 허머보다 더 강력한 비틀림 강성을 지닐 수 있게 되었다. 얼티엄 드라이브는 2개의 유닛으로 구성되며 유닛 내에 있는 3개의 개별 모터로 동급 최고의 1,000마력과 11,500lb.ft 의 토크를 발생하며, e4WD라 불리는 허머 EV의 첨단 사륜구동 시스템에 탁월한 온로드 및 오프로드 퍼포먼스를 제공한다. 또한, 최대 350kW의 고속충전 시스템이 적용된 800 볼트급 대용량 배터리를 바탕으로 업계 최고 수준의 충전 능력을 비롯해 한 번 완충으로 563km 이상의 내부 테스트 주행거리 결과를 기록하는 등 픽업트럭임에도 불구하고 높은 전비 효율을 자랑한다.
동영상
각주
- ↑ 〈제너럴모터스〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈GM Reveals New Ultium Batteries and a Flexible Global Platform to Rapidly Grow its EV Portfolio〉, 《GM 뉴스룸》, 2020-03-04
- ↑ 3.0 3.1 3.2 오토다이어리, 〈GM 미래전략 키워드 두개 얼티업 배터리와 BEV3 플랫폼〉, 《네이버 포스트》, 2020-10-30
- ↑ 치로, 〈EV전용 전기차 플랫폼 /폭스바겐 : MEB/ GM : 얼티엄 베터리 + BEV3 / 현대자동차 : E-GMP/ 도요타 : E-TNGA / 테슬라 FSD, 자율주행 구독경제 준비중〉, 《네이버 블로그》, 2020-09-15
- ↑ 5.0 5.1 로아, 〈GM, 모듈형 배터리 아키텍쳐 Ultium & 3세대 EV 플랫폼 BEV3 공개〉, 《로아리포트》, 2020-03-05
- ↑ 〈GM, 신규 ‘얼티엄(Ultium)’ 배터리 및 차세대 글로벌 플랫폼 공개〉, 《모토야》, 2020-03-09
- ↑ 7.0 7.1 김도현 기자, 〈(CES2021) "한 번 충전으로 700km"…GM-LG '얼티엄 배터리' 공개〉, 《디지털데일리》, 2021-01-13
- ↑ 방정환 기자, 〈GM, 얼티움(Ultium) 배터리로 테슬라 추격〉, 《철강금속신문》, 2020-03-26
- ↑ 구윤모 기자, 〈(Tech 스토리) 전기차 배터리, '니켈 함유량' 경쟁…'하이니켈' 왜 뜨나〉, 《뉴스핌》, 2020-09-06
- ↑ 김선웅 기자, 〈캐딜락의 미래가 담긴 전기차, 리릭(Lyriq) 공개〉, 《오토뷰》, 2021-04-22
- ↑ A-DDAL's Family, 〈3분 만에 알아보는 캐딜락 리릭 - 출시일, 제원, 가격, 디자인〉, 《티스토리》, 2021-08-04
참고자료
같이 보기
