배터리에 주목하라! 토요타 뉴 아쿠아

  • 기사입력 2021.08.04 12:05
  • 기자명 모터매거진

토요타가 이번에 아쿠아의 신형 모델을 출시했다. 아쿠아는 국내에서도

‘프리우스 C’라는 이름으로 판매되고 있으며, 일본에서는 판매 상위권을 놓치지 않는 인기 모델이다. 시대가 변하고

풀 체인지를 단행해도 여전히 하이브리드 파워트레인을 탑재하고 있지만, 이번에는 사정이 다르다. 엔진의 열효율을 높인 것은 물론 새로운 배터리도 탑재했기 때문이다. 특히

새로 탑재한 배터리에 주목해야 한다.

토요타가 신형 아쿠아에 탑재한 배터리는 고출력 ‘바이폴라 니켈 수소

배터리(bipolar nickel-hydrogen batteries)’다. 본래 토요타는 프리우스를 비롯한 하이브리드 모델에 ‘니켈 수소 배터리’를 사용해 왔지만, 시대가 변하면서 리튬 이온 배터리가 더 주목을

받게 되었다. 그래서 최근에는 프리우스도 리튬 이온 배터리를 탑재하고 있는 중인데, 그 와중에 새로운 형태의 니켈 수소 배터리가 등장한 것이다.

그렇다면 바이폴라는 기존의 배터리와 어떻게 다를까? 양극과 음극의

위치에 그 비밀이 있다. 기존의 니켈 배터리는 구역을 확실히 나누고,

한 구역마다 완벽하게 나누어진 양극과 음극을 갖고 그 극마다 집전체를 추가했다. 이렇게

되면 셀 크기 자체가 커지고, 전기 효율에서도 손해를 보게 된다. 바이폴라는

구조가 완벽하게 다른데, 한 장의 집전체(collector)에

양극과 음극이 무도 붙어있다. 한마디로 집전체의 양쪽 면을 이용하는 것이다.

이론 자체는 간단하지만, 실현하기는 꽤 힘들다. 토요타 자동 직기에서 수 많은 배터리를 만들고 개발하면서 익힌 노하우가 있기에 가능한 것이다. 바이폴라 니켈 수소 배터리 관련 특허는 약 540건에 달하며, 그 중 토요타 자동 직기가 340건, 토요타 자동차가 70건을 갖고 있다. 배터리는 일본 아이치현에 있는 토요타 직기 공장에서 생산하고 있다.

어쨌든, 바이폴라 배터리를 탑재한 결과, 배터리 용량을 기존의 2배가 넘게 확보할 수 있었다고 한다. 바이폴라 구조만으로 셀 당 기본 출력이 1.5배 높아졌으며, 크기가 작아졌기 때문에 기존 베터리 팩의 크기는 그대로 유지하면서 셀을 더 많이 적용할 수 있었다. 기존 아쿠아에 적용된 셀은 120개였지만, 신형 아쿠아는 같은 크기에서 168개의 셀을 가진다. 신형 아쿠아에 전기를 끌어다 쓸 수 있는 가정용 플러그를 적용할 만 하다.

한 가지 더 희망적인 소식이 있다. 지금은 니켈 수소 배터리에 이

기술을 적용했지만, 리튬 이온 배터리도 기본 구조는 동일하기 때문에 ‘바이폴라

리튬 이온 배터리’가 등장할 가능성도 높다. 그렇게 되면, 기존의 전기차와 배터리 크기는 동일하면서 주행거리는 2배를 확보한

새로운 전기차가 등장할 가능성도 높다. 어쩌면 토요타 전기차의 시대는 생각보다 빠르게 전개되는 것이

아닐까? 이 새로운 배터리를 다른 업체들은 어떻게 보고 있을까?

글 | 유일한 기자

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