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Battery, Battery Materials, EV

 <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  Pack 형태

 

       Cell  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 (각형파우치형원통형)

 

       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 OEM 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 pack Value Chain             -------------- 64

 

3.2 Battery pack Cost 구성              -------------- 65

 

       Pack Component  Weight 비중

 

       Pack Component  Cost 구성

 

  3.3 Battery pack의 원가 변화 추이         -------------- 68

 

       배터리 팩의 kWh cost  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. Pack Supply Chain(Cell-Module-Pack)     ------ 77

 

4.1 Cell, Module, Pack Supply Chain             ------- 78

 

       Supply Chain overview

 

       Pack  Module supply chain

 

       BMS supply chain

 

       BMS 주요 공급 업체 동향

 

  4.2 완성차와 부품사간의 협력관계              ---------- 84

 

       Car OEM Battery cell 제조사 간의 Partnership JV

 

       Car OEM 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  pack 시장 규모

 

       EV OEM (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