최근 몇 년간 신에너지 차량의 주행거리와 배터리 에너지 밀도에 대한 광고 수치는 지속적으로 갱신되어 왔습니다. 하지만 많은 사람들이 간과했을 수 있는 점은, 이러한 개선이 전적으로 전기화학 시스템의 혁신에서 비롯된 것은 아니라는 사실입니다. 양극재, 음극재, 전해질의 세대 교체는 수년 혹은 그 이상의 시간이 소요되기 때문입니다. 보다 직접적인 변화는 배터리 팩 내부의 구조적 수준에서 일어났습니다.
CTM, CTP, CTB, CTC는 배터리 통합 수준이 점차 높아지는 여러 기술 경로를 대표하며, 이들의 공통된 논리는 간단합니다. 바로 중간 계층을 줄이고 배터리를 차체에 더욱 긴밀하게 탑재하는 것입니다. 하지만 각 세대의 솔루션은 공간 활용률, 제조 비용, 정비 용이성 간의 균형점에서 차이를 보입니다.
I. CTM (Cell to Module): 전통적인 "중첩 인형" 방식
신에너지 차량 개발 초기, 배터리 팩의 조립 방식은 비교적 보수적인 방식을 따랐습니다. 배터리 셀을 먼저 모듈로 조립하고, 이 모듈들을 배터리 팩으로 배열한 뒤, 마지막으로 배터리 팩을 차량 바닥 아래에 고정하는 방식이었죠. 셀 → 모듈 → 팩 → 차체라는 4개의 독립적인 계층이 형성되었습니다.
이 방식의 장단점은 명확합니다. 장점은 정비 편의성에 있습니다. 단일 모듈에 문제가 생기면 배터리 팩 전체를 건드리지 않고 해당 모듈만 교체할 수 있습니다. 또한 모듈 하우징이 셀에 추가적인 보호를 제공하여 구조적 안전성이 비교적 성숙합니다. 하지만 그 대가는 직접적입니다. 모듈 하우징, 커넥터, 냉각 파이프가 많은 공간을 차지하여 배터리 팩의 내부 공간 활용률은 보통 40% 정도에 머물렀습니다. 이는 동일한 부피에서 CTM 방식이 가장 적은 수의 셀을 탑재할 수 있다는 의미이며, 주행거리 확장 가능성을 제한하는 요인이었습니다.
오랜 기간 CTM은 업계의 기본 선택이었는데, 이는 전통적인 자동차 공급망의 분업 논리, 즉 배터리 기업은 모듈을 공급하고 완성차 업체는 통합을 담당하는 구조에 부합했기 때문입니다. 그러나 이러한 분업 방식은 배터리 팩의 부피 활용률이라는 구조적 한계를 낳았습니다.
II. CTP(Cell to Pack): '중간 매개체' 제거
CTP의 핵심 변화는 중간 모듈 계층을 없애 셀이 직접 배터리 팩을 구성하도록 한 것입니다. 공간 활용률은 약 40%에서 70% 이상으로 높아졌습니다. 또한 모듈 하우징, 커넥터, 체결 부품이 제거되면서 배터리 팩의 부품 수가 줄었고, 그에 따라 제조 비용도 감소했습니다.
업계에서는 CTP 구현 경로를 두고 서로 다른 두 가지 기술적 선택이 나타났습니다.
하나는 BYD의 블레이드 배터리로 대표되는 완전히 모듈이 없는 방식입니다. 셀을 길쭉한 스트립 형태로 제작하여 벌집 구조의 지지대를 통해 배터리 팩에 직접 배열함으로써 공간 활용도를 높일 뿐만 아니라 일부 구조적 기능도 담당합니다. 다른 하나는 CATL의 CTP 3.0(치린 배터리)으로 대표되는 고도로 통합된 방식입니다. 셀을 다기능 탄성 중간층과 결합하여 일체형 에너지 유닛을 구성하고, 크로스빔, 종방향 빔, 냉각판, 단열 패드 등의 부품을 통합하여 내부 레이아웃과 열 관리를 더욱 최적화합니다. 치린 배터리는 체적 활용률 72%와 시스템 에너지 밀도 255 Wh/kg을 달성했습니다.
시장 침투율 측면에서 CTP는 이미 주류 위치를 확고히 차지했습니다. 현재 국내 주요 신에너지차 제조업체들은 CTP 솔루션을 탑재한 양산 모델을 출시했으며, 자체 브랜드와 합작 브랜드를 모두 아우르고 보급형부터 고급형까지 폭넓은 가격대를 포괄합니다. 동시에 전통적인 CTM 솔루션의 시장 점유율은 지속적으로 축소되어 현재는 일부 초소형 차량이나 특정 수출 모델에 주로 남아 있습니다. 전반적으로 CTP는 현 단계에서 가장 널리 보급된 배터리 통합 기술 경로가 되었습니다.
III. CTB와 CTC: 배터리가 차체의 일부로 통합되다
CTB(Cell to Body)의 개념은 배터리 팩 상부 커버를 차량 바닥과 통합하여 단일 부품으로 만드는 것입니다. 배터리 셀은 차량 바닥에 직접 장착되므로 별도의 배터리 팩 상부 커버가 필요 없습니다. 이 솔루션의 주요 이점 중 하나는 수직 배치 공간을 확보하여 승객실을 더 넓게 하거나 차체를 낮출 수 있는 조건을 조성한다는 점입니다. 한편, 배터리 팩이 차체 하중 지지에 참여하면 차량 전체의 비틀림 강성이 70% 이상 증가할 수 있습니다.
BYD 씰 시리즈와 샤오미 펑청 시리즈는 CTB 솔루션을 적용한 대표 모델입니다. BYD가 공식 발표한 씰 차체의 비틀림 강성은 40,500 N·m/°에 달하며, 샤오미가 발표한 CTB 배터리 체적 효율은 77.8%입니다.
CTC(Cell to Chassis)는 한 걸음 더 나아가 배터리 시스템을 섀시 또는 차체 하부와 더욱 긴밀하게 통합하고, 배터리 팩이 별도의 어셈블리로서 가지는 구조적 경계를 더욱 약화시킵니다. 일부 솔루션에서는 배터리 시스템이 열 관리, 전기 구동, 고/저전압 제어 모듈과도 협업적으로 통합됩니다. 이 접근 방식의 대표적인 예로는 테슬라 모델 Y(텍사스 공장 생산)와 Leap Motor C10에 탑재된 CTC 2.0 Plus 솔루션이 있습니다.
CTB와 CTC의 기술적 목표는 일관됩니다. 구조적 통합을 통해 더 높은 공간 활용도와 차체 강성을 확보하는 것입니다. 두 경로의 차이는 주로 엔지니어링 구현 방식에 나타납니다. CTB는 상대적으로 독립적인 섀시 프레임을 유지하면서 기존 차체 구조에서 요소를 제거하는 반면, CTC는 설계 초기부터 섀시와 배터리를 하나의 통합된 전체로 간주하므로 사전 차량 플랫폼 정의 수준이 더 높이 요구됩니다.
시장 데이터를 보면, CTB와 CTC가 아직 하이엔드에서 대중 시장으로 침투하는 비교적 초기 단계에 있지만, 이 기술 경로는 이미 낮은 가격대까지 확장되기 시작했습니다. 2026년형 MG4는 6만~10만 위안 가격대에 CTB 기술을 적용하여, 구조적 통합 솔루션이 더 이상 하이엔드 모델의 전유물이 아님을 보여줍니다.
구조적 통합 솔루션에 대한 우려
CTB 및 CTC 구조적 통합 솔루션이 직면한 가장 직접적인 과제는 수리 경제성입니다.
기존 CTM 방식에서는 일부 고장을 모듈 교체로 수리할 수 있었습니다. CTP가 모듈을 제거한 이후에는 배터리 팩을 일반적으로 여전히 독립된 어셈블리로 탈거할 수 있지만, 현장 수리의 최소 단위와 수리 난이도는 특정 구조에 따라 달라집니다. CTB와 CTC는 배터리와 차체 간의 통합도를 더욱 높여, 분해·검사·손상 평가의 난이도를 증가시킬 수 있습니다.
업계 기관 추정에 따르면 동일 손상 시 CTB/CTC 솔루션의 단일 수리 비용은 CTP 솔루션의 3~5배에 달합니다. 이는 보험사, 수리 체계, 중고차 잔존가치 관리에 새로운 과제를 제기합니다. 현재 일부 완성차 업체는 CTB 솔루션을 홍보할 때 ‘배터리-차체 통합 보증’ 또는 ‘섀시 아머’ 같은 지원 서비스를 함께 출시해 소비자 우려를 완화하고 있지만, 업계 차원의 표준화된 솔루션은 아직 마련되지 않았습니다.
또한 CTB와 CTC 솔루션은 차량 제조 정밀도와 사후 검사 장비에 대해 훨씬 더 높은 요구 사항을 부과합니다. 배터리가 차체와 통합되면 분해 과정에 차체 구조 부품 탈부착이 수반됩니다. 전통적인 4S점의 수리 장비와 기술 역량은 이에 맞춰 업그레이드가 필요할 수 있으며, 그 이면에는 애프터세일즈 시스템 전체의 재구축 비용이 도사리고 있습니다.
진화 방향
CTM에서 CTP, 그리고 CTB와 CTC로 이어지는 배터리 팩 통합 기술의 진화 방향은 분명합니다. 레이어가 적을수록 공간 효율이 높아지고 차체 강성은 강해집니다. 이는 공간 효율과 제조 비용이 이끄는 발전 경로입니다.
그러나 이 추세는 단순한 직선 가속이 아닙니다. CTB와 CTC가 대규모로 확산되려면 엔지니어링 기술의 돌파 외에도 수리 표준, 보험 요율, 중고차 평가 등 지원 체계가 동시에 정비되어야 합니다. 현재 업계 데이터로 볼 때 CTP는 주류 지위를 유지할 전망이며, CTB/CTC의 침투율은 구조 통합 솔루션의 표준화 정도와 수리 비용 및 보험 시스템이 적응하는 속도라는 두 가지 변수에 달려 있습니다.
SMM 신에너지산업 연구 리튬배터리 최종사용자 애널리스트 푸린치
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