아이엠, 전기차 배터리 효율 혁신 선도…발열필름 기반 배터리 워머 상용화

코스닥 상장기업 아이엠은 자회사인 아이엠첨단소재와 함께 전기차 배터리 효율을 극대화하는 발열필름 기반 배터리 워머(Warmer) 상용화에 나선다고 30일 밝혔다.

배터리 워머는 효율적인 저온 관리 기술로 겨울철에 운행 거리가 감소하는 전기차 배터리의 한계를 극복할 수 있도록 하는 제품이다. 영하의 강추위 속에서도 전기차 배터리 방전 문제를 방지하고, 낮은 전력에서도 전기차 배터리를 급속 충전할 수 있게 한다.

그동안 전기차는 동절기에 배터리 전력이 난방으로 소모돼 운행 거리가 감소하는 한계가 있었다. 전기차 배터리 용량이 커져도 과충전 방지 차단 시스템과 저온 환경으로 인해 배터리 충전 효율이 급감하는 점도 문제로 지적됐다.

최근 미국 중북부 지역을 중심으로 북극발 한파가 불어닥치면서 전기차 방전과 견인 사례가 잇따랐다. 전기차에 탑재된 배터리가 온도에 민감해 저온 환경에서 성능이 저하된 탓이다. 통상 기온이 낮아지면 액체로 이뤄진 전해질이 굳어 내부저항이 증가하며 배터리 효율이 저하된다.

이러한 전기차의 배터리 효율 문제를 극복하기 위해 아이엠은 아이엠첨단소재와 전기차 배터리 워머의 주요 구성요소로 활용할 수 있는 발열필름 기술 연구개발(R&D)와 상용화에 박차를 가하고 있다. 발열필름은 전기에너지를 열에너지로 바꿔주는 과정에서 저항의 영향을 받는다. 아이엠은 이러한 저항 조절 코팅 기술과 설계 능력을 지니고 있고, 양산 가능한 설비도 모두 구축해 상용화 채비를 마쳤다.

해당 제품은 영하 40도의 극한 환경 속에서 셀과 셀 사이, 배터리 케이스 등 구조별 배치 설계를 적용해 10분 이내 전기차 배터리 충전 및 구동이 가능하도록 돕는다. 덕분에 기존 전기차 배터리 및 에너지저장장치(ESS)의 문제점을 획기적으로 해결하는 데 기여한다. 아울러 기존 PTC 히터 대비 최대 4분의 1 정도 낮은 소비전력을 나타낸다.

아이엠 발열필름의 강점은 면상 발열을 통해 저전력 고효율 히터를 쉽게 개발할 수 있는 점, 셀 커버와 케이스 등에 간단하게 부착할 수 있다는 점, 필름 1장당 30g 이하의 경량화가 가능하다는 점, 자체 개발한 온도 컨트롤러를 통해 미세온도 제어가 가능해 안전하고 효율적인 에너지 관리가 가능하다는 점이다. 일반적인 열선 방식 대비 면상 형태로 발열하고 투명하게 구현 가능하다는 장점도 지녔다. 아이엠의 발열필름은 투명전극 위에 광학코팅을 해 96% 이상의 투과율을 구현할 수 있다. 전기차 배터리 워머뿐만 아니라 자동차 카메라, 폐쇄회로(CC)TV등에도 적용할 수 있을 것으로 예상된다.

아이엠은 배터리 워머 애플리케이션 상용화를 위해 국내 ESS 장치 및 배터리 셀 기업과 연구개발을 진행 중이다. 또 일본 고객사와 함께 신뢰성 테스트에 돌입한 상태다. 이륜차 배터리 워머 및 온도 컨트롤 시스템 개발도 진행하며 성과 기대감을 더욱 높이고 있다.

아이엠 관계자는 “영하 2도만 돼도 전기차 주행거리가 약 20% 가까이 줄어드는데, 한국뿐 아니라 한파에 시달리는 전 세계 전기차 오너의 고민거리”라며 “아이엠의 발열필름이 상용화될 경우 전기차 배터리 워머 역할을 수행하며 겨울철 배터리 전력 소모 및 방전 차단에 기여할 것으로 전망한다”고 말했다. 이어 “발열필름 상용화가 이뤄질 경우 전기차뿐만 아니라 선박, 건축, 전자기기를 비롯한 다양한 분야에 접목할 수 있다”며 “특히 발열필름에 광학코팅 기술을 접목해 기능성 발열필름 개발이 가능하다는 장점이 있다”고 덧붙였다.