셀투팩(CTP) — 모듈을 없애 공간 효율 72%까지

배터리 기술 소식에서 "셀투팩"이라는 말이 자주 나옵니다. 새로운 화학 조성이나 신소재 이야기가 아니라 배터리를 담는 방식을 바꾼 것인데, 최근 몇 년 사이 주행거리가 늘어난 데 실질적으로 기여한 변화입니다.

이 글은 셀투팩이 무엇을 없앴고 그 결과 얼마나 이득을 봤는지 숫자로 정리합니다. 배터리의 기본 구성은 셀·모듈·팩 구조를 먼저 보면 이해가 쉽습니다.

없앤 것은 '모듈'이라는 중간 단계

기존 전기차 배터리는 3단 구조였습니다.

셀 여러 개를 묶어 모듈로 만들고, 모듈을 다시 팩에 넣는 방식이 오랫동안 표준이었습니다. 모듈은 관리와 교체를 쉽게 해 주지만, 그 자체가 부피와 무게를 차지합니다. 케이스와 체결 부품, 배선이 전부 에너지를 담지 않는 무게입니다.

셀투팩은 이 중간 단계를 없애고 셀을 팩 안에 직접 배열합니다. 모듈이 차지하던 자리에 셀을 더 넣을 수 있게 되는 것이 핵심입니다.

얼마나 이득인가 — 공간 활용 효율 72%

이 기술의 성과는 공간 활용 효율로 표시합니다. 팩 부피 중 실제로 셀이 차지하는 비율입니다.

1세대 50%대에서 기린 72%로, 22%포인트가 올라갔습니다. 같은 크기의 배터리 공간에 셀을 그만큼 더 넣을 수 있다는 뜻입니다.

LFP가 다시 경쟁력을 얻은 이유

셀투팩이 배터리 시장 구도를 바꾼 지점이 여기입니다. LFP는 셀 에너지밀도가 90~160Wh/kg으로 삼원계(150~300Wh/kg)보다 낮습니다. 숫자만 보면 장거리 차량에 쓰기 어려워 보입니다.

그런데 셀투팩으로 포장 효율을 끌어올리면 셀 단계의 열세를 팩 단계에서 상당 부분 만회할 수 있습니다. 그 결과 팩 단위 실제 격차는 5~20% 수준으로 좁혀집니다. BYD 블레이드가 LFP 기반이면서도 실용적인 주행거리를 확보한 배경입니다.

화학 조성별 비교는 LFP와 삼원계 배터리에 정리했습니다.

덤으로 따라오는 이점

• 무게 감소 — 모듈 케이스와 체결 부품이 빠집니다. 전기차 무게는 전비와 타이어 마모에 직결됩니다.
• 부품 수 감소 — 조립 공정이 단순해지고 원가가 내려갑니다.
• 차체 강성 기여 — 팩을 차체 구조의 일부로 쓰는 설계(셀투바디)로 확장할 수 있습니다.

무게가 실제 주행에 미치는 영향은 2.5톤 전기차의 무게에서 다뤘습니다.

대가 — 수리와 교체가 어려워진다

공짜는 아닙니다. 모듈이 있으면 문제가 생긴 모듈만 떼어내 교체할 수 있습니다. 셀을 팩에 직접 붙여 놓으면 부분 수리의 여지가 줄어듭니다. 셀 하나에 문제가 생겨도 팩 단위 대응이 필요해질 수 있습니다.

또 셀이 빽빽하게 배열되므로 열이 한곳에 몰리지 않도록 하는 설계 부담이 커집니다. 냉각 구조를 팩 전체에 균일하게 배치하는 것이 관건이 됩니다. 이 부분은 배터리 열관리에서 다룹니다.

마무리

셀투팩은 셀과 팩 사이의 모듈을 없애 공간을 확보하는 기술이고, CATL 기준 공간 활용 효율이 50%대에서 72%로, BYD 블레이드는 단위 면적당 에너지밀도가 약 20% 개선됐습니다.

새 화학 조성을 기다리지 않고 지금 있는 셀로 용량을 늘리는 방법이라, 최근 몇 년간 주행거리 개선의 상당 부분이 여기서 나왔습니다. 대신 부분 수리가 어려워지는 것이 대가입니다. 다른 개선 흐름은 차세대 배터리 기술에 정리했습니다.