최근 몇 년간 NEV의 공식 주행 거리와 배터리 에너지 밀도 수치는 지속적으로 경신되고 있습니다. 하지만 많은 사람들이 간과하는 점은 이러한 개선이 전적으로 전기화학 시스템의 혁신에서 비롯된 것이 아니라는 사실입니다. 양극재, 음극재, 전해질의 업그레이드는 보통 수년이 소요됩니다. 보다 직접적인 변화는 배터리 팩 내부의 구조적 수준에서 일어났습니다.
CTM, CTP, CTB, CTC는 배터리 통합 수준이 지속적으로 높아지는 여러 기술 경로를 대표합니다. 이들의 공통된 로직은 단순합니다. 중간 층을 줄여 배터리를 차체에 더욱 빽빽하게 '채워 넣는' 것입니다. 하지만 공간 활용도, 제조 비용, 수리 용이성 간의 트레이드오프는 세대마다 달랐습니다.
1. CTM (Cell to Module): 전통적인 "레이어드 돌" 접근 방식
NEV 개발 초기 단계에서 배터리 팩 조립은 비교적 보수적인 방식을 따랐습니다. 배터리 셀을 먼저 모듈로 조립하고, 이 모듈들을 배터리 팩으로 배열한 후, 마지막으로 배터리 팩을 차량 하부에 고정하는 방식이었습니다. 배터리 셀 → 모듈 → 배터리 팩 → 차체라는 네 개의 독립적인 레이어를 형성했습니다.
이 솔루션의 장단점은 명확했습니다. 수리 편의성이 장점으로, 결함이 있는 모듈 하나만 개별 교체하면 되므로 전체 배터리 팩을 건드릴 필요가 없었습니다. 동시에 모듈 케이싱이 셀에 추가적인 보호를 제공하여 구조적 안전성도 비교적 검증되었습니다. 하지만 그 대가는 직설적이었습니다. 모듈 케이싱, 커넥터, 냉각 파이프가 상당한 공간을 차지하여 배터리 팩 내부 공간 활용도가 약 40%에 불과했습니다. 이는 동일 부피 기준으로 CTM 솔루션이 가장 적은 수의 배터리 셀을 탑재할 수 있어 주행 거리 잠재력이 제한적임을 의미했습니다.
CTM은 오랫동안 업계의 기본 선택이었습니다. 배터리 기업이 모듈을 공급하고 완성차 업체가 통합을 담당하는, 전통적인 자동차 공급망의 분업 체계와 부합했기 때문입니다. 그러나 이러한 분업 구조는 배터리 팩의 부피 활용률이 돌파하기 어려운 구조적 한계 또한 만들어냈습니다.
2. CTP (Cell to Pack): "중간자" 제거
CTP의 핵심적인 변경 사항은 모듈 레이어를 생략하여 셀이 직접 배터리 팩을 구성하도록 한 점이며, 공간 활용도가 약 40%에서 70% 이상으로 개선되었습니다. 동시에, 모듈 케이스, 커넥터 및 체결구를 줄임으로써 배터리 팩 부품 수가 감소하여 제조 비용이 절감되었습니다.
업계에는 CTP 구현을 위한 두 가지 기술적 선택지가 존재했습니다.
하나는 BYD 블레이드 배터리로 대표되는 완전한 모듈 제거 방식입니다. 셀을 긴 스트립 형태로 만들어 배터리 팩에 직접 배열하고 벌집 구조로 지지하여 공간 활용도를 높이는 동시에 일부 구조적 기능도 담당했습니다. 다른 하나는 CATL의 CTP 3.0(치린 배터리)으로 대표되는 고집적 방식입니다. 셀을 다기능 탄성 중간층과 결합하여 통합 에너지 유닛으로 만들고, 크로스빔, 종방향 빔, 수냉식 플레이트, 서멀 패드 등의 구성 요소를 통합하여 내부 레이아웃과 열 관리를 더욱 최적화했습니다. 치린 배터리는 72%의 체적 활용률과 255Wh/kg의 시스템 에너지 밀도를 달성했습니다.
시장 침투율 측면에서 CTP는 주류 지위를 확보했습니다. 중국의 주요 신에너지차 제조업체들은 자체 브랜드부터 합작 브랜드까지, 보급형부터 고급형에 이르는 넓은 가격대를 아우르며 CTP 솔루션을 탑재한 양산 차량 모델을 출시했습니다. 한편, 기존 CTM 솔루션의 시장 점유율은 계속 줄어들고 있으며, 현재 일부 초소형 차량이나 특정 수출 모델에만 남아 있습니다. 전반적으로 CTP는 현 단계에서 가장 널리 보급된 배터리 통합 기술 경로가 되었습니다.
3. CTB 및 CTC: 배터리가 차체의 일부가 되다
CTB(Cell to Body)의 개념은 배터리 팩의 상단 커버를 차량 바닥과 통합하는 것입니다. 셀은 차량 바닥에 직접 설치되므로 별도의 배터리 팩 상단 커버가 필요하지 않습니다. 이 솔루션의 주요 이점 중 하나는 수직 공간을 확보하여 더 넓은 실내 공간을 제공하거나 차량 자세를 낮출 수 있는 조건을 만드는 것입니다. 동시에 배터리 팩이 차량 하중을 지지하는 데 참여하면 비틀림 강성이 70% 이상 증가할 수 있습니다.
BYD의 씰(Seal) 시리즈와 샤오미의 펑쳉(Pengcheng) 시리즈는 CTB 솔루션을 적용한 대표적인 모델입니다. BYD는 씰의 차체 비틀림 강성이 40,500 N·m/°에 달한다고 공식 발표했습니다. 샤오미 자동차는 CTB 배터리 체적 효율 77.8%를 발표했다.
CTC(Cell to Chassis)는 한 걸음 더 나아가 배터리 시스템을 섀시 또는 차체 하부와 더욱 긴밀하게 통합하여, 독립 어셈블리로서의 배터리 팩의 구조적 경계를 더욱 모호하게 만듭니다. 일부 솔루션에서는 배터리 시스템을 열 관리, 전기 구동, 고/저전압 제어 모듈과 함께 통합하기도 합니다. 이 접근 방식의 대표적인 예로는 테슬라 모델 Y(텍사스 공장 버전)와 CTC 2.0 Plus 솔루션을 탑재한 리프모터 C10이 있습니다.
CTB와 CTC의 기술적 목표는 일치합니다. 구조적 통합을 통해 공간 활용률과 차체 강성을 상호 교환하는 것입니다. 두 노선의 차이는 엔지니어링 구현에서 더 분명하게 드러납니다. CTB는 기존 차체 아키텍처 위에서 단순화하여 비교적 독립적인 섀시 프레임을 유지하는 반면, CTC는 섀시와 배터리를 처음부터 하나의 단일체로 취급하므로 차량 플랫폼의 사전 정의에 대한 요구사항이 더 높습니다.
시장 데이터에 따르면, CTB와 CTC는 여전히 고급 시장에서 대중 시장으로 침투하는 비교적 초기 단계에 있지만, 이 기술 경로는 더 낮은 가격대까지 확산되기 시작했습니다. 2026년형 MG4는 CTB 기술을 6만~10만 위안 가격대까지 끌어내려, 구조적 통합 솔루션이 더 이상 고급 차종만의 전유물이 아님을 보여주었습니다.
구조적 통합 솔루션에 대한 우려
CTB 및 CTC 구조적 통합 솔루션이 직면한 가장 직접적인 과제는 수리 경제성입니다.
기존 CTM 솔루션에서는 일부 고장을 모듈 교체로 수리할 수 있었습니다. CTP가 모듈을 제거한 후에도 일반적으로 배터리 팩을 독립 어셈블리로 분리할 수 있었지만, 최소 수리 단위와 현장 수리 난이도는 특정 구조에 따라 달라졌습니다. 그러나 CTB와 CTC는 배터리와 차체의 통합도를 더욱 높여, 분해, 감지 및 손상 평가의 난이도를 높일 수 있습니다.
업계 추정에 따르면, 동일한 손상 조건에서 CTB/CTC 솔루션의 1회 수리 비용은 CTP 솔루션의 3~5배입니다. 이는 보험사, 수리 시스템, 중고차 잔존 가치 관리에 새로운 과제를 제기합니다. 현재 일부 자동차 제조사들은 CTB 솔루션을 홍보할 때 "배터리-차체 일체형 보증" 또는 "샤시 아머"와 같은 지원 서비스를 함께 출시하여 소비자 우려를 완화하려 하지만, 이 문제는 아직 업계 차원의 표준화된 해결책으로 자리잡지 못했습니다.
또한 CTB 및 CTC 솔루션은 차량 제조 정밀도와 판매 후 검사 장비에 훨씬 더 높은 요구 사항을 부과합니다. 배터리가 차체와 통합되면, 제거 과정에서 차체 구조 부품을 분해하고 재조립해야 하므로, 기존 4S 매장의 수리 장비 및 기술 역량의 업그레이드가 필요할 수 있으며, 이는 전체 애프터서비스 시스템의 재구축 비용을 수반합니다.
진화 방향
CTM에서 CTP로, 그리고 CTB와 CTC로 이어지는 배터리 팩 통합 기술의 진화 방향은 명확합니다. 레이어가 적을수록 공간 효율이 높아지고 차체 강성이 커집니다. 이는 공간 효율과 제조 비용이 주도하는 진일보한 경로입니다.
하지만 이러한 추세가 선형적으로 가속화되는 것은 아닙니다. CTB와 CTC가 대규모로 채택되려면 엔지니어링 혁신 외에도, 수리 기준, 보험 가격 산정, 중고차 평가와 같은 지원 시스템에서 동시적인 진전이 필요합니다. 현재 업계 데이터를 기반으로 할 때, CTP는 주류 위치를 계속 유지할 것이며, CTB/CTC의 보급률은 구조적 통합 솔루션의 표준화 정도와 수리 비용 및 보험 시스템의 적응 속도라는 두 가지 변수에 달려 있습니다.