배터리 팩 모듈 설계: 셀-투-팩(CTP) vs 셀-투-차체(CTC), 어떤 기술이 대세가 될까?

배터리 팩 모듈 설계: 셀-투-팩(CTP) vs 셀-투-차체(CTC), 어떤 기술이 대세가 될까?

1. 서론: 배터리 팩 설계의 변화

전기차(EV)의 배터리 설계 방식은 지속적으로 발전하고 있으며, 최근 셀-투-팩(CTP, Cell-to-Pack) 및 셀-투-차체(CTC, Cell-to-Chassis) 기술이 주목받고 있다. 전통적으로 배터리 셀은 모듈을 구성한 후 배터리 팩으로 조립되었으나, 새로운 설계 방식은 중간 단계를 제거하여 공간 활용도를 극대화하고 무게를 줄이는 것을 목표로 한다.

CTP와 CTC는 각각의 장점과 단점을 가지며, EV 제조업체들은 향후 최적의 설계 방식을 선택하는 데 신중한 접근을 취하고 있다. 본 글에서는 CTP와 CTC 기술의 차이점, 장단점, 그리고 어떤 기술이 미래 EV 시장에서 주도권을 잡을 것인지를 전기차 설계 및 시험 전문가의 시각에서 분석한다.

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2. 셀-투-팩(CTP) 기술 개요

2.1. CTP란 무엇인가?

CTP(Cell-to-Pack) 기술은 배터리 셀을 직접 팩에 통합하여 모듈 단계를 생략하는 방식이다. 이는 배터리 공간 활용을 최적화하고 무게를 줄이는 데 기여한다.

2.2. CTP의 주요 장점

✅ 에너지 밀도 증가: 중간 모듈이 제거되면서 더 많은 배터리 셀을 팩 내부에 배치 가능 ✅ 생산 비용 절감: 모듈 구조를 제거하여 부품 수와 조립 공정 단순화 ✅ 차량 경량화: 불필요한 구조물 제거로 무게 감소 → 주행거리 증가 ✅ 열 관리 효율 향상: 배터리 팩 내부 설계를 최적화하여 방열 성능 개선

2.3. CTP의 단점

⚠ 구조적 강성 문제: 모듈이 없는 구조로 인해 충격에 취약할 가능성 ⚠ 셀 손상 시 유지보수 어려움: 개별 모듈이 없으므로 특정 셀 교체가 복잡 ⚠ 차량 설계 최적화 필요: 기존 배터리 팩 설계 방식과 호환성이 낮아 EV 플랫폼 변경 필요

2.4. CTP 적용 사례

• BYD의 블레이드 배터리(Blade Battery): CTP 기술을 적용하여 에너지 밀도를 높이고 안전성을 강화
• 테슬라(Tesla) 및 CATL: 최신 EV 플랫폼에서 CTP 배터리 적용 확대

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3. 셀-투-차체(CTC) 기술 개요

3.1. CTC란 무엇인가?

CTC(Cell-to-Chassis) 기술은 배터리 팩을 차량 차체(섀시)와 일체형으로 통합하는 방식이다. 이는 배터리와 섀시를 분리하는 기존 구조를 탈피하여, 차량 설계의 패러다임을 바꾸는 혁신적인 기술이다.

3.2. CTC의 주요 장점

✅ 차체 경량화 및 강성 증가: 배터리 팩이 섀시 구조에 직접 통합되어 차량 무게 감소 및 강성 향상 ✅ 공간 활용 극대화: 배터리 팩을 별도의 하우징 없이 차체 일부로 활용하여 추가적인 공간 확보 ✅ 차량 제조 공정 간소화: 배터리 팩과 차체를 별도로 조립하지 않아 조립 공정 단순화 및 비용 절감 ✅ 주행거리 증가: 경량화 및 공간 활용으로 인해 더 많은 배터리 용량 확보 가능

3.3. CTC의 단점

⚠ 배터리 유지보수 난이도 증가: 배터리가 차체에 통합되므로 교체 및 수리가 어려움 ⚠ 충돌 시 수리 비용 증가: 사고 발생 시 배터리와 차체를 함께 교체해야 할 가능성 ⚠ 차량 설계 완전 변경 필요: 기존 EV 플랫폼과 호환되지 않으며, 완전히 새로운 설계 필요

3.4. CTC 적용 사례

• 테슬라 4680 배터리 기반 차량: 섀시와 배터리를 통합하는 CTC 개념 도입
• NIO, Geely 등 중국 EV 제조업체: CTC 플랫폼 연구 및 테스트 진행 중

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4. CTP vs CTC: 어떤 기술이 대세가 될 것인가?

4.1. 기술 비교

기술 방식 주요 특징 장점 단점

CTP (Cell-to-Pack)	배터리 모듈을 제거하고 팩에 직접 통합	생산 비용 절감, 에너지 밀도 증가, 경량화	구조적 강성 문제, 유지보수 어려움
CTC (Cell-to-Chassis)	배터리를 차체와 통합하여 구조 최적화	차체 강성 향상, 공간 활용 극대화, 주행거리 증가	유지보수 어려움, 충돌 시 수리 비용 증가

4.2. EV 제조업체들의 선택

• 보급형 전기차: CTP 기술이 더 적합 (기존 EV 플랫폼과의 호환성 유지, 비용 절감 가능)
• 고급형 및 차세대 EV: CTC 기술이 유리 (경량화 및 구조적 통합을 통한 성능 극대화)
• 테슬라, BYD, CATL: 두 가지 기술을 병행하며 최적의 솔루션을 찾는 중

4.3. 향후 전망

현재는 CTP 기술이 더 널리 사용되고 있지만, 장기적으로는 CTC가 전기차 산업의 패러다임을 바꿀 가능성이 크다. 다만, CTC는 기존 EV 플랫폼과 완전히 다른 설계가 필요하기 때문에, 빠른 도입보다는 점진적인 기술 발전과 EV 산업 전체의 변화 속도에 맞춰 도입될 것으로 보인다.

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5. 결론: 미래 배터리 팩 설계 방향

CTP와 CTC 기술은 각각의 장점과 단점이 존재하며, 단기적으로는 CTP가, 장기적으로는 CTC가 전기차 업계에서 대세가 될 가능성이 크다.

 

✅ CTP는 기존 EV 플랫폼과 호환성이 높아 현재 시장에서 가장 널리 사용되고 있는 기술
✅ CTC는 장기적으로 EV 설계를 혁신할 수 있는 핵심 기술이 될 가능성이 높다
✅ EV 제조업체들은 두 기술을 혼합하거나 차세대 차량에서 최적의 설계를 채택할 것으로 전망

 

배터리 설계 방식이 진화함에 따라 EV의 성능과 주행거리가 더욱 향상될 것이며, 향후 기술 개발이 어디로 향할지 지속적인 연구가 필요하다.