메르세데스-벤츠의 혁신적인 MMA 배터리 기술: 전기차의 미래를 열다

효율적인 스케이트보드 구조

MMA 플랫폼은 전형적인 전기차 스케이트보드 구조를 채택하고 있습니다. 차량 바닥에 넓고 평평한 직사각형 모양의 배터리 팩을 배치함으로써 공간 활용도를 극대화하고 무게 중심을 낮추어 주행 안정성을 높였습니다. 특히 주목할 만한 점은 800V 아키텍처를 채택하여 고전압 케이블의 길이를 최소화함으로써 에너지 손실을 줄이고 효율성을 높였다는 것입니다.

두 가지 배터리 옵션: LFP와 NMC

MMA 플랫폼은 고객의 다양한 요구를 충족시키기 위해 두 가지 배터리 옵션을 제공합니다:

1. LFP(리튬 인산철) 배터리:
   • 사용 가능 에너지: 58kWh
   • 무게: 484kg
   • 특징: 비용 효율적, 안전성 높음
2. NMC(니켈 망간 코발트) 배터리:
   • 사용 가능 에너지: 85kWh
   • 무게: 496kg
   • 셀 수: 192개
   • 공칭 전압: 약 692V
   • 최대 충전 전력: 320kW
   • 특징: 높은 에너지 밀도, 긴 주행 거리

혁신적인 모듈 구조

MMA 배터리 팩은 192개의 셀을 4개의 그룹(모듈)으로 나누어 각 그룹당 48개의 셀을 배치하는 독특한 구조를 가지고 있습니다. 이러한 모듈식 설계는 유지보수와 수리를 용이하게 하며, 필요에 따라 개별 모듈을 교체할 수 있어 배터리의 수명을 연장시킬 수 있습니다.

 

첨단 소재와 제조 기술

혁신적인 팩 인클로저

MMA 배터리 팩의 인클로저는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다:

• 프레임: 강철 사용으로 높은 강도 확보
• 트레이: 알루미늄 사용으로 경량화 실현
• 냉각 시스템: 트레이에 접착되어 효율적인 열 관리
• 모듈 고정: 접착제를 사용하여 진동 흡수 및 구조 강화
• 상단 커버: 나사로 고정되어 쉬운 서비스 접근성 제공

  

특히 주목할 만한 점은 내부 보강 구조에 다이캐스트 알루미늄을 사용하여 경량화와 강성을 동시에 실현했다는 것입니다. 또한, 모듈의 배치를 최적화하여 버스바 연결을 단순화하고 효율성을 높였습니다.

첨단 셀 기술

1. LFP 셀:
   • 에너지 밀도: 450Wh/L
   • 형태: 각형
   • 제조사: BYD
2. NMC 셀:
   • 음극: 흑연 + 실리콘
   • 에너지 밀도: 680Wh/L
   • 형태: 각형

NMC 셀의 경우, 실리콘을 음극에 첨가함으로써 에너지 밀도를 크게 향상시켰습니다. 이는 동일한 크기의 배터리로 더 긴 주행 거리를 확보할 수 있게 해줍니다.

에너지 효율성

• MMA 배터리 시스템은 배터리에서 바퀴까지 93%의 에너지 효율을 달성합니다. 이는 현대의 내연기관 차량에 비해 2배 이상 높은 수준입니다.
• 전기 구동계의 효율성 향상으로 12kWh/100km(5.2mi/kWh)의 낮은 에너지 소비를 목표로 하고 있습니다. 이는 현재 시장에 나와 있는 대부분의 전기차보다 우수한 수준입니다.

주행 거리

• 85kWh 용량의 NMC(니켈 망간 코발트) 배터리 옵션으로 WLTP 기준 750km 이상의 주행 거리를 제공할 것으로 예상됩니다.

충전 속도

• 800V 아키텍처를 채택하여 320kW의 고속 충전이 가능합니다.
• 15분 충전으로 최대 400km의 주행 거리를 추가할 수 있습니다.
• 10분 충전으로 300km의 주행 거리를 확보할 수 있습니다.

배터리 기술

• NMC 배터리는 실리콘 산화물 함유 음극을 사용하여 에너지 밀도를 680Wh/L까지 높였습니다. 이는 이전 세대 대비 30% 향상된 수준입니다.
• 58kWh 용량의 LFP(리튬 인산철) 배터리 옵션도 제공하여 가격 경쟁력을 확보했습니다.

800V 시스템 채택

MMA 플랫폼은 800V 시스템을 채택하여 충전 속도를 크게 향상시켰습니다. 이는 현재 Mercedes-Benz의 400V 시스템에 비해 두 배 빠른 충전 속도를 제공합니다.

최대 충전 전력

MMA 배터리는 최대 320kW의 충전 전력을 지원합니다. 이는 현재 시장에 나와 있는 대부분의 전기차보다 높은 수준입니다.

빠른 충전 시간

• 10분 충전으로 300km 주행 거리 확보 가능
• 15분 충전으로 400km 주행 거리 추가 가능
• 10%에서 80%까지 충전 시간은 22분 미만

실제 성능 테스트

Mercedes-Benz는 이탈리아 나르도 테스트 트랙에서 MMA 배터리의 성능을 입증했습니다. 사전 생산 모델 CLA가 24시간 동안 3,717km를 주행하며, 충전 시간을 포함해 평균 154km/h의 속도를 유지했습니다.

효율적인 충전 곡선

MMA 배터리는 넓은 범위의 충전 곡선을 가지고 있어, 다양한 배터리 상태에서도 높은 충전 속도를 유지할 수 있습니다.

열관리 시스템

• 공기-공기 열펌프를 사용하여 모터, 배터리, 주변 공기의 열을 활용해 실내 난방에 사용함으로써 에너지 효율을 극대화했습니다.

 

안전성과 환경 친화성

 

다층적 안전 시스템

MMA 배터리는 다음과 같은 안전 기능을 갖추고 있습니다:

• 자동 고전압 차단 시스템
• 가역적/비가역적 차단 기능
• 충돌 테스트를 통한 안전성 검증
• 특수 잭킹 테스트로 도로 파편에 의한 손상 방지

  

환경 친화적 설계

메르세데스-벤츠는 MMA 배터리의 전체 수명 주기에 걸쳐 환경 영향을 최소화하기 위해 노력하고 있습니다:

• 개발 단계부터 지속 가능한 제품 설계
• 공급망에서의 CO2 중립성 추구
• 자체 공장에서의 CO2 중립 생산
• 유럽, 미국, 캐나다에서의 친환경 충전 서비스
• 재생 배터리의 차량 내 사용
• 사용 후 배터리의 에너지 저장 장치로의 활용
• 재활용을 통한 자원 순환

미래를 향한 도전

메르세데스-벤츠의 MMA 배터리 기술은 전기차 시장에 새로운 표준을 제시하고 있습니다. 높은 에너지 밀도, 빠른 충전 속도, 모듈식 설계의 장점을 결합하여 전기차의 실용성과 경제성을 크게 향상시켰습니다.앞으로 MMA 배터리 기술이 더욱 발전하여 전기차의 대중화를 이끌고, 궁극적으로는 탄소 중립 사회 실현에 기여할 수 있기를 기대해 봅니다. 소비자 여러분께서는 이러한 혁신적인 기술의 발전에 주목하시고, 미래 모빌리티에 대한 이해를 넓혀가시는 것이 좋겠습니다. 전기차의 선택이 단순한 이동 수단의 선택을 넘어, 지속 가능한 미래를 위한 현명한 투자가 될 수 있음을 기억해 주시기 바랍니다.