CATL, Freevoy 슈퍼 하이브리드 배터리 공개

-- 지속가능한 주행의 새로운 시대 예고

베이징 2024년 10월 25일 /PRNewswire=연합뉴스/ -- 세계 최대 배터리 제조사인 CATL이 10월 24일 세계 최초로 400km 이상의 순수 전기 주행거리와 4C 초고속 충전을 달성한 하이브리드 자동차 배터리 'Freevoy 슈퍼 하이브리드 배터리'를 출시하며 고용량 EREV(Extend Range Electrified Vehicle) 및 PHEV(Put-in Hybrid Electric Vehicle) 배터리의 새로운 시대를 예고했다.

혁신적 솔루션으로 PHEV와 EREV 배터리를 재정의하는 Freevoy

신에너지 자동차 시장에서 EREV와 PHEV가 각광을 받고 있지만 이러한 차량을 모는 소비자들 사이에서는 순수 전기 경험에 대한 불만이 점차 고조되고 있다. 이에 따라 자동차 업계에서는 짧은 주행거리, 더딘 충전 속도, 저온 시 성능 저하 등이 즉시 해결해야 할 중요한 과제로 떠올랐다.

EREV와 PHEV 하이브리드 차량용으로 설계된 CATL의 Freevoy는 한 번 충전으로 일주일 내내 출퇴근이 가능한 편리함을 선사함으로써 기존 하이브리드 차량에서 흔하게 나타나는 단점인 지속적인 충전의 필요성에서 운전자가 벗어날 수 있게 해준다. 또한 단 10분 충전으로 280km 이상 주행이 가능한 인상적인 충전 속도를 제공함으로써 EREV와 PHEV 소유자의 주행거리를 둘러싼 불안감을 효과적으로 해소해준다.

이처럼 놀라운 주행거리와 초고속 충전을 달성할 수 있었던 비결은 지속적인 기술 혁신 덕분이다. 가오 후안 CATL 중국 전기차 사업부 최고기술책임자(CTO)는 Freevoy 출시 행사에서 이 배터리의 혁신적인 기능에 대해 심도 있는 프레젠테이션을 진행했다.

Freevoy는 양극재에 대한 표면 개질(surface modification) 기술과 혁신적인 고전압 전해질 배합을 결합해 나노 보호층을 생성해 활성층 내 부반응(side reaction)을 효과적으로 최소화한다. 고활성의 여기(勵起) 상태 입자를 양극재에 통합하면 소재 내 리튬 이온의 수송 효율이 크게 향상된다. CATL이 개발한 SOC(Stae of Charge) 풀스크린 고정밀 모델과 BMS(Battery Management System) 지능형 알고리즘 및 하드웨어의 업그레이드 지원으로 Freevoy의 SOC 제어 정확도는 40% 향상됐고, 전체 순수 전기 이용률은 10% 이상 올라 400km 이상의 순수 전기 주행거리를 달성했다. 이와 동시에 CATL은 배터리의 충전-방전 분극(charge-discharge polarization) 특성에 대한 모델 데이터 분석을 통해 배터리의 미래 방전 용량(discharge capacity)을 정확하게 예측하고, 배터리에 대한 다단계 전력 예측 및 제어 전략을 수립해 하이브리드 차량의 전력 성능을 20% 개선했다.

CATL은 여기서 더 나아가 4C 초고속 충전 기술을 Freevoy에 적용하는 데 성공함으로써 단 10분 충전으로 280km 이상의 주행거리를 달성했다. ▲음극 고속 이온 전도체 코팅 기술 ▲2세대 고속 충전 흑연과 음극용 새로운 나노 코팅 기술 ▲다중 경사층 전극 설계 ▲새로운 초고전도성 전해질 배합을 통해 리튬 이온 수송을 용이하게 만들어 하이브리드 차량이 순수 전기차와 동일한 최고의 충전 경험을 제공할 수 있게 했다.

CATL은 자사의 나트륨 이온 배터리 기술을 Freevoy에도 적용해 신에너지 차량에서 나타나는 저온 한계를 극복했다. 이에 따라 Freevoy는 섭씨 영하 40도에 달하는 극한의 추운 환경에서도 방전 용량을 달성하고, 섭씨 영하 30도까지에서도 충전이 가능하며, 상온과 비슷한 영하 20도에서도 원활한 주행 경험을 유지한다.

CATL은 저온에서 Freevoy의 성능을 더욱 향상시키기 위해 나트륨 이온 배터리 기술을 중심으로 다음과 같이 세 가지 주요 기술 혁신을 구현했다.

첫째, CATL의 선구적인 AB 배터리 시스템 통합 기술을 활용해 Freevoy는 나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리를 정해진 비율과 배열로 혼합•직렬•병렬로 연결해 저온 주행거리를 5% 향상시켰다. 둘째, CATL은 리튬 이온 배터리의 충전 수준 보정을 돕기 위해 나트륨 이온 배터리를 AB 배터리 시스템을 모니터링하기 위한 SOC 벤치마크로 활용했다. 그러자 시스템 제어 정밀도가 30% 향상돼 순수 전기 주행 거리가 10km 이상 늘어났다. CATL은 저온에서 리튬 이온 배터리와 나트륨 이온 배터리 간의 고유한 성능 차이를 해결하기 위해 전체 온도 범위에서 정확한 BMS 기술을 개발했다. 이 기술은 24시간 내내 개별 화학 시스템의 목표 구역 관리가 가능해 부정확한 충전 예측이나 혹독한 고온 및 저온 환경에서 전력 성능 저하와 같은 문제를 효과적으로 낮춰준다.

Freevoy가 인상적인 성능을 발휘하는 이유는 탁월한 신뢰성과 안전성 덕분이다. CATL은 소재 선택과 분자 설계부터 시작하여 다단계 보호 구조, 극한의 제조 공정, 포괄적인 테스트 및 검증, 빅데이터 기반 조기 경보 메커니즘을 아우르는 종합적인 신뢰성 관리 및 평가 시스템을 구축했다.

Freevoy는 이미 리 오토(Li Auto), 아바타(AVATR), 디팔(DEEPAL), 장안 네보(CHANGAN NEVO), 네타(NETA) 등 다양한 자동차 브랜드의 수많은 모델에 적용됐다. 2025년까지 CATL의 Freevoy가 탑재되는 지리(Geely), 체리(Chery), GAC, 보야(VOYAH) 등 다양한 브랜드의 하이브리드 차량 모델 30종이 출시 및 공급될 예정이다.

CATL은 Freevoy 출시로 소비자에게 우수한 자동차 주행 경험을 제공하겠다는 확고한 약속을 지키는 또 다른 이정표를 세웠다. CATL은 앞으로도 기술 혁신의 경계를 넓히고 탁월한 신에너지 경험을 제공하면서 포괄적인 전기화로의 전환을 가속화하는 데 전념할 계획이다.