LG화학 전기차 배터리의 수명은 얼마나? 배터리 연구원과 실제 전기차 소유자의 이야기로 자세히 소개합니다.

최근 LG화학 배터리를 탑재한 전기차의 주행 수명이 내연기관차와 비슷한 기록을 남겼다는 소식이 들렸습니다! 전기차 이용자들에게는 아주 기쁜 소식일 텐데요. 전기차 성장에서 가장 큰 영향을 주는 요인이 바로 배터리이기 때문입니다.

이번 LG화학 배터리를 탑재한 전기차가 30만km를 주행한 기록은 이례적인 사례입니다. 국내에서 처음으로 발견된 이 사례로 LG화학 전기차 배터리의 기술력이 한 번 더 검증된 셈인데요. 해당 사례자와 인터뷰 그리고 LG화학 전기차 배터리 연구원의 인터뷰로 궁금한 부분을 하나씩 살펴보려고 합니다.

그런데! 이야기하기 전 30만km는 도대체 어느 정도 되는 거리인지 감이 오시나요? 30만km는 서울에서 부산까지 왕복으로 약 390번을 오갈 수 있는 거리입니다. 교통안전공단이 발표한 2019년 자동차 주행거리 통계 보고에 따르면 자동차 1일 평균 주행거리는 38.5km 정도 된다고 하는데요. 이 결과에 따라, 평균 1년 동안 자동차를 운행한다고 가정하면? 1년에 우리는 보통 약 1만 4천km를 주행하게 됩니다. 그렇다면 30만km를 주행하려면? 21년 동안 매일 38.5km를 이동해야 30만km에 도달할 수 있습니다. 굉장한 주행 거리이죠? 그럼 짧은 시간 동안 긴 주행 거리를 운행한 전기차 소유 고객의 이야기부터 먼저 들어볼까요?

총 주행거리 30만km 주행한 볼트 전기차 소유자의 솔직한 이야기

안녕하세요. 간단한 자기소개 부탁드리며, 오늘 이 자리에 오게 된 이유를 설명해주세요.

안녕하세요. 저는 경남 창원에 사는 송명준이라고 합니다. 저는 전기차 충전기 영업 회사를 운영하고 있는데요. 제 차는 GM 볼트(Bolt) 전기차로 LG화학의 리튬이온배터리가 탑재되어 있습니다. 오늘 이 자리에서 전기차를 직접 타는 사람으로서 전기차에 대해 솔직하게 이야기해보려고 합니다.

볼트 전기차를 구매하신 지 3년 정도 되셨다고 들었는데, 총 30만Km를 주행하셨다고요?

네, 맞습니다. 처음 전기차를 접한 건 5년 전이었는데요. 성능과 주행 거리 등 전기차의 매력에 빠져 2017년 5월에 지금 타고 있는 GM 볼트를 구매했습니다. 저는 전기차 충전기 영업 회사에 다니다 보니 영업을 위해 이동하는 거리가 꽤 됩니다. 하루에 대략 300km 정도 주행거리를 유지하고 있는데요. 볼트를 탄 지 약 3년 정도 지난 지금은 총 주행거리가 31만km 정도 됩니다.

그럼 현재 자동차 배터리 상태는 어떤가요?

얼마 전에 GM 서비스센터에 가서 차량 검진을 이것저것 했는데 차량 내·외부 기능 모두 정상이라고 했습니다. 이 차를 타면서 제가 교체한 건 오로지 타이어뿐입니다. 더불어 배터리 점검은 필수적으로 매번 하는데요. 최근에도 배터리 성능이 아직 좋아 교체하지 않아도 된다는 말을 들었습니다. 볼트 구매 후 아직 한 번도 교체하지 않고 이렇게 오래 탈 수 있다는 사실만으로도 저는 굉장히 만족하고 있습니다.

이렇게 30만km를 주행하는 게 흔하지 않은 경우인데, 주변 반응은 어떤가요?

주변에서는 다들 많이 놀라더라고요. 또 몇몇 분들은 제 차를 운전해 보시더니 ‘진짜 이 차가 30만km 탄 차가 맞냐?’라고 물어볼 정도로 놀랐어요. 제가 전기차 사용자들이 모인 모임과 국내에 전기차를 처음부터 타시던 분들과 소통하는 커뮤니티에서 활동 중입니다. 그 모임에서 제 볼트 EV가 30만km 주행 후에도 배터리 교체 없이 유지하는 성능을 보더니, 다들 ‘이제는 전기차도 안전하게 오래 탈 수 있겠다’더군요. 하하.

전기차를 타는 사람의 입장으로 다른 분들에게 하고 싶으신 말이 있나요?

아직 전기차 구매를 망설이는 분들이 많은 것 같습니다. 전기차를 5년 이상 탄 저에게 전기차는 굉장히 편리하고 타기 좋은 차라고 생각합니다. ‘충전 시간이 얼마나 걸리냐?’라며 물어보시는 분들도 많은데요. 제 차의 경우 완벽히 풀충전을 하기까지 걸리는 시간은 7시간에서 8시간입니다. 이 시간이 길다고 생각하실 수 있지만, 충전하는 시간을 별도로 따로 마련할 필요는 없습니다. 제가 자는 시간 동안 자동차를 주차해둔 상태로 충전을 합니다. 1인 평균 5시간~6시간 수면시간이 있다고 가정했을 때 충분히 충전 시간을 확보할 수 있습니다. 그래서 아침에 차를 끌고 나갈 때는 배터리가 완충된 상태입니다. 장거리를 주행할 때도 마찬가지입니다. 어디든지 3~4시간 정도 주행을 하면 내가 잠시 쉬는 것처럼, 잠시 내가 밥을 먹거나 쉬는 시간에 급속충전기에 1시간 동안 충전하면 배터리가 80% 정도 충전됩니다.

앞으로 얼마나 더 전기차를 탈 생각이신가요?

현재 제 볼트 전기차를 구매한 지 3년밖에 되지 않았기 때문에 5년 이상까지는 타려고 생각하고 있습니다. 소모품을 정기적으로 자주 교체를 하지 않아도 유지할 수 있다는 점과 가스 배출이 없어 환경에 도움이 되는 점이 전기차의 가장 큰 장점이라고 생각합니다. 볼트 전기차 이후 또 어떤 전기차를 탈지 아직 생각해보진 않았지만, 이후에도 계속해서 전기차를 구매하고 싶습니다.

전기차 사용자의 입장에서 들어본 전기차의 매력! 어떠셨나요? 전기차 선택할 때 많은 분들이 망설이는 부분이 배터리의 성능, 높은 가격, 그리고 충전 속도에 대한 걱정일 텐데요. 그 배터리 성능과 충전 속도를 개선하기 위해 LG화학은 다양한 연구를 하고 있습니다. 그럼 이제 전기차 배터리와 배터리 관리 시스템을 연구하는 LG화학 연구원을 만나 더 자세한 이야기를 들어볼까요?

볼트 전기차 배터리 개발 업무에 참여한 LG화학 연구원의 배터리 이야기!

안녕하세요. 자기소개 부탁드립니다.

• 안양수 책임: 안녕하세요 저는 LG화학 자동차개발센터에 BPC개발팀에서 근무하고 있는 안양수 책임입니다. 저는 GM 볼트 EV에 탑재된 BMS 개발 업무에 참여했는데요. 현재는 불량 셀 진단과 더불어 안전진단 업무를 담당하고 있습니다.

• 신병진 책임: 안녕하세요. LG화학 자동차개발센터에서 배터리 셀(cell)을 연구하는 신병진 책임입니다. GM 볼트 EV 배터리 개발 프로젝트에 참여했습니다.

담당하신 업무, 셀(cell) 연구와 BMS 연구에 대해 자세히 소개해주세요.

• 안양수 책임: BMS는 Battery Management System의 약자로 배터리 관리 시스템을 말합니다. 즉 배터리 손상을 방지하고 배터리 수명을 연장하며 특정 용도의 기능을 수행할 수 있는 배터리 시스템인데요. 배터리의 합성을 유지하기 위해 꼭 필요한 시스템이라고 말할 수 있습니다. 배터리를 구성하는 셀(cell)을 더불어 배터리의 상태, 전압, 전류, 온도 등을 실시간으로 모니터링해주기도 합니다. 실시간으로 모니터링해서 얻어진 정보를 바탕으로, 배터리의 잔존 수명 SOC(State of Charge, 배터리 충전 상태)를 예측하거나 배터리의 기대수명 SOH(State of Health, 건전 상태)를 예측하는 데 BMS가 활용 되기도 합니다. 또 BMS는 차량과 배터리, 배터리와 충전기의 연결을 제어하는 기능도 수행할 수 있는 시스템입니다.

• 신병진 책임: 셀(cell) 연구는 배터리의 성능을 위해 여러 재료를 선별하고, 그 재료들의 최대 성능을 끌어내기 위해 설계가 제대로 되어 있는지 검토하고, 실제 공장에서 배터리를 구성하는 재료의 조립(공정)을 파악하며 최종적으로 만들어진 배터리가 판매 가능한 제품인지 검토하는 일을 말합니다.

GM 볼트의 배터리를 연구·개발할 때 중요하게 생각한 부분은?

• 신병진 책임: 2013년 GM 볼트 개발을 시작할 때 고객의 가장 큰 요구사항은 장거리를 주행할 수 있는 배터리를 개발하는 것이었는데요. 당시 LG화학이 가지고 있던 기술력과 배터리 에너지 양을 약 2배 정도 높여야 했습니다. 약 1~2년 사이에 200마일을 주행할 수 있는 배터리를 개발해야 했기 때문에 당시 굉장히 힘든 연구·개발이었습니다. 실제로 짧은 기간 안에 많은 시행착오를 겪으며 수많은 사람과 협업해 GM의 볼트 EV에 LG화학의 배터리를 탑재할 수 있게 되었습니다.

송명준님의 사례처럼 전기차 배터리 교체를 하지 않고도 30만km 주행이 기술적으로 가능한 이야기인가요?
혹, 자동차 배터리를 오랫동안 쓰는 방법이 따로 있나요?

• 안양수 책임: 배터리가 원래 성능을 유지할 수 있도록 적정 수준으로 관리해주면 가능하다고 생각합니다. 충전 방전 세기나 범위 그리고 사용 온도 등의 영향으로 배터리 퇴화가 진행되기에 과도한 사용을 지양하는 것이 필요할 것 같습니다. 자동차 배터리를 아끼는 방법을 한마디로 정의할 순 없지만 제 생각에는 자주 충전해준다면 좋을 것 같고요. 한 번 주행을 할 때 너무 오랜 시간 주행하는 것보다는 배터리의 잔존 에너지를 40~50% 정도 유지하면서 사용한다고 생각하고 주행한다면 오래 쓸 수 있지 않을까 싶습니다.

• 신병진 책임: 우선 배터리를 어떻게 관리하느냐에 따라 사용할 수 있는 기간에 영향을 미칠 것 같습니다. 사용자의 이야기를 들어보니 배터리를 짧게라도 자주 충전하신 것 같은데요. 장시간 주행하더라도 잠시 쉬는 시간을 통해 1~2시간 충전을 한다는 등, 배터리 충·방전을 관리하면서 사용한다면 충분히 가능할 거라고 생각합니다.

장수명 배터리를 위한 LG화학의 노력과 연구 결과가 있다면 말씀해주세요.

• 안양수 책임: 저희 팀에서는 배터리를 보다 안전하고 오래 사용할 수 있도록 연구하고 있습니다. 빅데이터 분석이 용이한 AI 기술을 활용해 필드와 사내 생산 공정 그리고 시험소 등에서 취득한 다양한 데이터들을 해석하고 이를 토대로 셀의 특성을 반영한 급속 충전 방법이나 불량 셀 조기 진단 방법 등을 개발하고 있습니다.

• 신병진 책임: 말씀드린 것처럼 LG화학의 첫 번째 목표는 장거리를 주행할 수 있는 배터리를 만드는 것이었고 시장 점유율을 높이기 위해 배터리 급속 충전에 관련된 다양한 연구도 진행 중입니다. 소비자들이 가장 크게 걱정하는 충전 시간과 비용을 만족시키기 위해 노력 중이며 배터리를 구성하는 재료의 개발과 실질적으로 각 배터리 종류에 맞는 배터리 구조, 여러 개의 배터리가 모여 팩 단위로 만들어졌을 때 공간 확보 기술 등을 연구 중입니다. 앞으로도 안전한 장수명 배터리를 만드는 연구는 지속할 것입니다.

LG화학 배터리만의 강점이 있다면 무엇인가요?

• 안양수 책임: LG화학 배터리의 강점은 다양한 양산 경험과 이를 통해 확보한 우수한 기술력이라고 생각합니다. 2003년부터 차량용 배터리 연구를 시작했고 2010년에 양산 전기차인 GM 볼트 PHEV차량에 처음 차량용 배터리를 공급하였습니다. 현재까지 미주 및 유럽, 한국 등 다양한 자동차 회사에 배터리를 공급하면서 많은 기술 혁신을 통해 약 1만 7천 건이 넘는 등록 특허를 보유하고 있습니다.

• 신병진 책임: LG화학은 다양한 배터리 시장에 진출해 있습니다. 전기차용 배터리부터 소형 배터리 등 배터리 대부분을 연구하고 만들고 있지요. 아주 예전부터 배터리를 연구해왔고 그만큼 뛰어난 기술력을 보유하고 있습니다. 대부분의 전기차 업체를 고객으로 보유하고 있기도 한데요. 때문에 객들이 직접적으로 전기차를 타면서 느끼는 불편함에 대해 많은 피드백을 얻을 수 있고, 그 피드백을 데이터화하여 더 좋은 성능의 배터리를 연구할 수 있습니다.

그럼, 배터리 연구 과정에서 겪은 어려움은 무엇인가요? 그 어려움을 어떻게 극복했나요?

• 신병진 책임: 볼트 전기차 배터리를 개발할 당시에는 짧은 연구 기간에 최대한의 성능을 끌어올려야 했기 때문에 많은 어려움이 있었는데요. 이외에도 배터리를 개발하는 일에는 수많은 어려움이 있습니다. 다른 팀과의 협업은 필수이고 여러 번의 시행착오를 겪으며 더 좋은 배터리를 개발하려고 노력했습니다. 저는 개인적으로 업무로 쌓인 스트레스를 풀기 위해 주말 또는 휴일에 등산을 자주 가곤 합니다(웃음).

• 안양수 책임: BMS를 관리하고 개발하는 업무를 진행하다 보니 배터리에 대해서도 자세히 알아야 하지만 전반적인 차량의 내외적인 부분에 대해서도 잘 알아야 합니다. 자동차 생산 회사가 가지고 있는 노하우, 고객이 차량에 원하는 요구사항들을 자동차 생산 회사를 거쳐서 듣기 때문에, 최신 트렌드에 뒤처지지 않을까 하는 고민이 있습니다. 또 최근에는 자동차 회사에서 자체적으로 BMS를 만들고 있기 때문에 LG화학만의 강점을 살려서 BMS 연구에 더 매진해야 한다는 생각이 있습니다.

LG화학 입사 때 따로 준비했던 자격증 또는 취업 준비생 때 하면 좋은 활동이 있을까요?

• 안양수 책임: 저는 대학 때 전자공학과를 전공했습니다. 처음 LG화학에 지원할 때 학부 시절 경험했던 BMS 센서 기술 통신과 기초지식을 활용해 분야를 선택하게 되었습니다. 현재 입사한 지 약 10년이라는 시간이 지났는데 자격증은 기사 자격증이나 전기기사 자격증 등, 업무에 조금이라도 관련된 자격증은 있으면 훨씬 유용할 것 같습니다. 또 로보틱스 관련된 학과 동아리나 기술 연구와 관련된 동아리가 있다면 적극적으로 활용해보면 좋습니다. 예전과 비교했을 때 요즘은 인터넷에도 다양한 시뮬레이션 프로그램이 있기 때문에 경제적인 부담 없이도 기초적인 지식은 미리 학습할 수도 있습니다.

앞으로 두 분의 연구 목표는 무엇인가요?

• 안양수 책임: 우선 지금 보다 더 안전하고 오래 사용할 수 있는 배터리를 개발하는 게 목표입니다. 그런 배터리를 만들기 위해 어떤 기술들이 필요한지 면밀한 연구가 필요할 것 같고, 저희 팀에서 중점적으로 하는 업무 중 하나가 배터리의 여러 케이스를 확보해 안전성을 높일 수 있는 개발인데요. 배터리 관리 시스템을 활용해 안전진단을 어떻게 개선할지 파악하는 일이 지금 목표로 하는 일입니다.

• 신병진 책임: 많은 회사가 전기차 배터리 개발에 힘쓰고 있는 만큼, 저희 LG화학도 장거리 가능한 배터리, 안전한 배터리, 짧은 시간 충전해도 오래 달릴 수 있는 배터리를 개발을 목표로 삼고 있습니다. 지금도 열심히 연구 중이지만 고객이 불편함 없이 사용할 수 있는 배터리를 개발해 배터리는 역시 LG화학! 이라는 이야기가 나온다면 정말 좋을 것 같습니다.

마지막으로 송명준님과 같은 전기차 사용자, 더불어 전기차를 고민하는 분들께 보낼 메시지가 있다면?

• 안양수, 신병진 책임: 먼저 LG화학의 배터리가 탑재된 전기차를 안전하게 사용하고 계신 것 같아서 굉장히 기쁘고 감사하단 말을 전하고 싶습니다. 배터리 연구원으로서 고객에게 만족스러운 피드백을 들었을 때 가장 뿌듯하고 보람을 느끼는데요. 지금까지 했던 노력이 보답을 받는 것처럼 느껴지고 앞으로도 더 안전하고 좋은 배터리를 만들기 위해 열심히 노력해야겠다는 생각이 듭니다.

앞으로 미래에는 지금보다 더 많은 전기차를 거리에서 볼 수 있을 것으로 예상하는데요. 발전된 배터리 성능뿐만 아니라 더 저렴해진 가격의 배터리를 개발할 수 있다고 믿고 있습니다. 경제적인 측면에서만이 아니라 환경에도 도움이 되는 배터리를 개발해 향후 또 다른 30만km 이상 주행하신 사례를 들을 수 있으면 좋겠습니다.

전기차 시장이 커지고 더 많은 이용자가 생기는 것은 이제 먼 미래의 일이 아닙니다. 지금도 전기차의 단점이었던 충전 시간을 대폭 개선할 수 있는 프리미엄 전기차 배터리 개발이 눈앞에 있으며 차량을 소지했을 때 절감할 수 있는 비용도 커졌습니다. 이번 송명준님의 주행 사례와 같은 이야기를 하루빨리 더 많이 들을 수 있도록 계속해서 노력할 예정입니다. 앞으로도 LG화학의 무궁무진한 발전을 기대해주세요!