Industry | 배터리 열 관리 시스템 (1) 수요 확대

Jun 25, 2023

전기차 시장과 2차 전지 시장의 폭발적인 증가는 많은 미디어에서 다루고 있으므로 이번 포스팅에서는 그 내용에 대해 자세히 다루지는 않겠습니다.
공신력 있는 시장 조사 업체들에 따르면, 2030년 2차 전지 시장의 규모는 22년 대비 5배 수준으로 성장할 것으로 전망됩니다. 글로벌 저성장 시대에 연평균 23% 수준의 빠른 성장을 보여주는 매력 있는 시장은 찾기 쉽지 않죠.
이에 따라 후방 산업 value chain에도 엄청난 성장이 있을 것이고, 유의미한 투자 포인트를 찾아낼 수 있습니다. 지금까지 대부분의 투자 포인트는 (양극재, 음극재, 전해질, 분리막 등의 4대 소재로 대변되는) cell chemistry에 대한 내용에 집중되어 있었습니다. 덕분에 관련 기업의 주가가 이미 높습니다(ㅜ). 이번 포스팅 시리즈에서는 다른 관점 - cell/battery system safety에 집중해 새로운 투자 기회를 찾아보고자 합니다.

전기차 산업의 급격한 성장을 막는 배터리 화재 사고가 꾸준히 발생하고 있습니다. 안전에 대한 물음표가 여전하여 ‘전기차를 구매하지 않겠다’는 여론도 적지 않습니다.
완성차 OEM은 사고에 의한 recall로 큰 손실을 입고 있습니다. 최근 있었던 GM, 포드의 사례에서는 수천억~수조 원의 직/간접적인 비용이 발생한 것으로 확인됩니다.
전기차 화재 사고는 결과적으로 개인의 입장에서는 안전에 위협이 되어 전반적인 수요를 위축시키고, 생산 기업의 입장에서는 금전적인 피해에 더해 브랜드 이미지에도 큰 타격을 입히게 됩니다. 자연스럽게 배터리의 안전에 대한 완성차 OEM의 욕심이 점차 커지고 있습니다.
- (Off the record) 기회가 되어 LG 에너지솔루션 사업기획 부문 연구원과 대화를 나눌 수 있었는데, 최근 유럽 OEM들이 배터리 안전 기준을 강화하면서 영업 난이도가 높아졌다는 언급도 있었습니다.
이에 따라 별도의 규제 없이도 배터리 안전을 위한 주요 기술에 대한 needs가 증가하는 상황입니다.

사고가 누적되며, 세계 각국에서는 권고 수준에 머물던 배터리 안전 기준을 실효성이 있도록 법제화하기 시작합니다. 2018년 UN Global Technology Regulation(GTR)에서 최초로 배터리 안전에 대한 표준 권고안을 발표했었고, 최근에는 발표한 권고안을 주요 국가에서 실제 규제로 채택하기 시작합니다.
- UN GTR의 주요 내용은 ‘전기차 내 승객이 안전이 위협받을 수 있는 화재/폭발 상황에 대해 최소 5분 전에 경고받을 수 있을 수 있어야 한다’는 것입니다.
- 다음 포스팅에서 다루겠지만, 배터리의 화재/폭발 상황은 하나의 cell에서 발생하는 열폭주 (thermal runaway, TR)이라는 현상으로 인해 시작합니다. TR로 발생한 열이 주변 cell에 전파되면서 (thermal propagation, TP) 화재/폭발의 규모가 인명을 위협하는 수준까지 커지는 것입니다.
- 따라서 GTR에서 언급하는 내용은 하나의 cell에서 TR이 발생한 즉시 승객에게 경고한다는 가정 하에, 5분 이상의 시간동안 불이 번지는 것을 막을 수 있어야 한다는 것입니다.

중국에서 해당 권고안에 기반한 법안 GB 38031-2020을 발의, 2021년 발효하면서 세계에서 가장 빠르게 규제 환경을 도입하였습니다.
- 미국, 유럽은 법제화를 계속해서 준비 중입니다.
2025년에는 두 번째 GTR 권고안이 제안될 것으로 보이며, 기존 5분보다 더 긴 15~30분의 화재 지연을 요구할 것으로 전망됩니다.
- 주요 OEM은 두 번째 권고안 수준으로 목표를 설정하고 기술을 준비하고 있는 것으로 파악됩니다.
이러한 규제 환경의 변화에 따라 배터리의 안전을 책임지는 열 관리 시스템 (Battery Heat Management System, BHMS) 중요성이 대두되는 상황입니다.

정리하자면, (1) 시장 규모의 필연적 증가와 함께 (2) 규제 환경이 까다로워지며 기존에는 highlight되지 않던 BHMS의 폭발적인 시장 성장이 기대됩니다.
조사가 더 필요하지만, BHMS는 기존 전기차에서 크게 중요하게 다루고 있지 않았기 때문에 zero-to-one (실상 전방 산업 성장을 고려하면 zero-to-ten) 성격의 산업이라고 볼 수 있습니다. 이런 산업에 투자할 기회를 찾는 것은 굉장히 유의미하다고 생각합니다.
다음 포스팅에서는 배터리가 폭발하게 되는 전반적인 프로세스와 원인을 살펴보겠습니다.

WAGU Research