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모빌리티 시장 성패는 2차전지 품질에 좌우

인공지능 검사는 2차전지의 성능과 안정성에 필수요소

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요즘 사회적으로 핫한 키워드는 친환경과 모빌리티다. 모빌리티는 움직이는 모든 수단을 칭함으로써 크게는 자동차, 작게는 개인용 전동 킥보드까지 두루 포함한다. 친환경과 모빌리티, 이 둘을 엮으면 자연스럽게 떠오르는 게 전기자동차(이하 전기차)다. 그래서인지 지난 1월에 열렸던 CES에서도 대세는 전기차였다.

 

사실 환경 문제에서 자동차는 대기오염, 소음, 진동 등의 교통 공해로 단골손님이다. 특히 대기오염 문제는 가장 큰 사회적 문제로, 미국에서는 생산된 지 5년 이상 되는 모든 차량은 매 2년에 한 번씩 의무적으로 자동차 배기가스 검사인 ‘Smoke Check’를 실시하고 있으며 검사가 통과되지 않거나 인증서를 차량에 붙이지 않으면 벌금을 무는 정책을 시행 중에 있다.

 

우리나라도 앞으로의 대세가 될 전기차의 개발 활성화와 도입 확대를 위해, 그리고 무엇보다 대기오염 해결을 위해 2011년부터 전기차 보조금 지급 정책을 이어오고 있다. 이러한 정부의 활성화 정책, 환경보호에 대한 사람들의 인식 변화, 그리고 전기차의 성능 개선이 오늘날 전기차의 인기로 나타난 것이 아닐까?

 

한국의 전기자동차 시장 현황

 

이미 글로벌 자동차 제조사에서는 모두 전기차를 생산하고 있으며, 자동차 제조사가 아닌 소니도 지난 1월 CES에서 전기차 제조를 선언한 바가 있다.

 

친환경과 자원의 효율적 활용이 가능한 장점으로 인해서인지 국내에서도 전기차를 포함한 수소, 하이브리드 차의 인기는 날이 갈수록 높아지고 있다. 국토부에 따르면 2021년 12월 기준 친환경차(전기, 수소, 하이브리드)가 전년 대비 41.3% 증가했다고 밝혔고, 그중에서도 전기차는 10만대가 넘어 미국, 중국, 독일을 이어 7번째로 ‘전기차 10만대 이상 신규 등록된 국가’가 되었다.

 

 

전기자동차 제조사 현황

 

이렇게 전 세계적인 선풍을 이끌고 있는 전기차의 성장 속도는 매섭다. 글로벌 전기차 판매 1위인 테슬라는 늘어나는 수요를 대응하기 위해 캘리포니아 주의 테슬라 팩토리를 포함한 6곳의 글로벌 생산 공장을 운영하고 있다.

 

현대기아그룹도 판매량으로 세계 5위를 기록할 정도로 생산량과 판매량이 증가세이다. 현대차는 ‘2022 최고경영자 인베스터데이’를 통해 2030년까지 전기차 187만 대를 판매하고 점유율7% 달성하는 목표와 함께 한국과 체코 중심의 생산기지를 글로벌 거점별로 늘리고, 전용 공장 신설 검토와 배터리 업체와의 추가 제휴를 추진하고 있다고 밝혔다.

 

 

전기자동차 인기의 원동력, 2차전지

 

전기차의 높아지는 인기는 다양한 이유가 있겠지만, 그중에서도 2차전지의 성능 개선으로 향상된 주행거리라 과히 말할 수 있겠다. 자동차뿐만 아니라 여러 분야에서 활용할 수 있는 경제적이고 환경 친화적인 2차전지는 이제 우리 삶의 주력이자 대세가 된 가운데, 한국을 포함한 많은 기업이 2차전지 생산을 위해 많은 투자를 하고 있다.

 

특히 SK온은 2019년까지만 해도 글로벌 시장 10위였는데, 헝가리와 미국 등 해외 현지법인 신/증설에 적극 나서고 있으며 다양한 완성차 제조사로부터 수주 확보도 순조로워 2021년에는 글로벌 시장에서 5위로 성장하였다.

 

2차전지 품질 관리 어떻게

 

전기차 시장이 장밋빛 미래만 있는 것은 아니며, 황금 알을 낳는 닭도 아니다. 중국 C사의 배터리를 탑재한 전기차가 연이어 불이 나면서 안전성 문제가 제기되기도 하고, 국내 제조사는 용접 불량으로 자발적 리콜을, 미국 G사는 전기차 화재로 리콜을 진행한 바와 같이 안정성에 대한 문제는 아직도 불안하다. 물론 전기차 화재나 불량 요인이 다 배터리 때문은 아니다.

 

자동차는 정교하고 복합적인 만큼 원인에 대해 신중을 가해야겠지만 전기차에서 유독 화재가 많이 나다 보니 조사 결과가 나오기도 전에 배터리가 원인이라는 억울한 누명(?)을 쓰기도 한다. 그리하여 배터리 제조사에서는 배터리 화재 방지를 위해 각종 기술 개발과 안전성 확보 방안 마련에 박차를 가하고 있다. 여기서 궁금증 하나, 2차전지 검사는 어떻게, 제대로 하고 있는 것일까?

 

트윔의 2차전지 검사기는

 

위의 사례 중 용접 불량은 참으로 가슴 아프다. 품질 검사만 좀 더 신중히 꼼꼼히 했어도 걸러 낼 수 있었던 불량일 수도 있다. 비전 검사의 중요성을 다시 일깨운 사건이라 할 수 있다.

 

 

인공지능 검사 설비 전문기업 트윔은 2차전지 검사 설비인 T-MEGA-SC-CP를 ‘2022 스마트팩토리 & 산업자동화전’에서 첫 선을 보였다. 이는 셀 파우치의 전/후면, 측면, 전극까지 모든 검사를 30초 안에 인공지능으로 검사할 수 있는 설비이다.

 

 

사실 트윔은 2020년부터 2차전지 외관 검사를 구축한 경험이 있으며 외관 검사 중에서도 △셀 외관 △조립 및 도포 △윤곽도 △리드 밴딩 △용접 및 기공 △모듈 외관 △공급/배출 물류 얼라인(Alignment)까지 총 12가지의 검사 항목을 통합 진행한 바가 있다. 위에서 나열한 각 항목별로는 1~5가지의 각기 다른 검사를 포함하고 있어서 실제로는 38가지 검사를 실시하도록 구축했다.

 

배터리 검사의 가장 어려운 난관은 난반사이다. 표면이 비닐 재질로 제작되었다 보니 빛 반사가 심하고 또 진성 불량과 가성 불량을 육안으로 구분하기에 어렵다. 그러나 트윔은 그동안의 경험과 노하우로 예기치 못한 문제점을 해결한다. 특히나 설계 후 현장 도입 시점에서 다양한 문제점이 발생되는데, 기 수행한 2차전지 프로젝트에서도 전체 비드 사이즈 검사 시 끝부분에서 발생되는 오류를 세분화된 판단 과정을 걸쳐 오(誤)인식 문제를 0%로 해결한 바가 있다.

 

마무리

 

어린 시절 SF영화에서 봤던 세련되고 민첩한 전기차가 우리 눈앞에 있다. 꿈꿔왔던 친환경적이고 미래지향적인 우리의 삶을 이끌어 줄 전기차의 핵심인 2차전지의 안정성에 대한 기술력도 계속 개선되고 있다.

 

그러나 발전하는 기술에도 간과하지 말아야 할 것은 완벽한 품질 검수다. 전기차의 성공은 곧 안정적인 2차전지에 달려있으며, 기존 자동차 엔진을 대신하는 2차전지 전 공정(전극/조립/활성화/모듈/팩)에 걸쳐 모든 불량을 검출해 낼 수 있는 인공지능 검사가 현재 최선의 대안이라고 말하고 싶다. 화재, 불량에 대한 불안감을 모두 떨친 가장 완벽한 친환경 전기차의 세상이 빨리 오길 기대해 본다.

 

헬로티 임근난 기자 |



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