"LFP 잡을 LMR 배터리 올인"… GM, 4세대 전기차 플랫폼 전격 공개

미국 최대 완성차 기업 제너럴 모터스(GM)가 글로벌 전기차 대중화를 이끌 차세대 4세대 전기차(EV) 전용 플랫폼을 전격 공개했다.
그동안 고가의 삼원계(NCM) 고니켈 배터리에 의존해 온 GM은 4세대 플랫폼에서 고가의 니켈과 코발트를 대폭 줄인 '리튬·망간 풍부(LMR·Lithium-Manganese-Rich)' 배터리 셀만을 단독 탑재하기로 했다. 중국이 장악한 리튬인산철(LFP) 배터리 공급망에 맞서 가격 경쟁력과 주행거리를 동시에 잡겠다는 파격적인 승부수다.

10월 22일(현지시각) 글로벌 자동차 전문매체 카익스퍼트(CarExpert)의 폴 마릭(Paul Maric) 보도에 따르면, 마크 로이스(Mark Reuss) GM 사장은 미국 뉴욕에서 열린 'GM 포워드(GM Forward)' 전략 발표 행사에서 4세대 EV 플랫폼의 핵심 세부 사항을 직접 발표했다.

로이스 사장은 "차세대 4세대 플랫폼은 판매량이 가장 많은 볼륨(주류) 세그먼트 차종들을 전폭적으로 뒷받침할 것"이라며 "소비자들에게 더 낮은 가격, 긴 주행거리, 향상된 성능을 동시에 제공하기 위해 4세대 플랫폼은 오직 LMR 배터리만을 탑재해 출시된다"고 공식 선언했다.

당초 GM 내부에서는 LMR 단일 배터리 전략에 회의적인 시각도 존재했다. LMR을 기본 트림에 적용하되, 장거리 항속이 필요한 고급 트림에는 별도의 고밀도 화학 배터리를 병용해야 한다는 의견이 지배적이었다.

테슬라 출신으로 GM의 제품개발 혁신을 이끌고 있는 스털링 앤더슨(Sterling Anderson) 최고제품책임자(CPO)는 "4세대 플랫폼 프로젝트를 시작할 당시만 해도 LMR 배터리 하나만으로 모든 주행거리 요구조건을 충족할 수 있을지 확신하지 못했다"고 털어놓았다.

그러나 연구개발 과정에서 성능 개선이 비약적으로 이뤄지면서 단일 배터리 탑재로 방향을 틀었다.

앤더슨 CPO는 "엔지니어링 팀이 LMR을 플랫폼의 독점 배터리로 설계하는 데 엄청난 성과를 냈다"며 "배터리 시스템을 단일화함으로써 복잡한 팩 설계를 없애고 차량 중량과 생산 비용을 획기적으로 줄이면서 항속거리를 극대화할 수 있게 됐다"고 설명했다.
LMR 셀은 니켈 함량을 30~40% 수준으로 낮추고 저렴한 망간과 리튬 비중을 대폭 늘린 것이 특징이다.

GM과 LG에너지솔루션의 배터리 합작법인인 얼티엄 셀즈(Ultium Cells)에 따르면, LMR 배터리는 중국 주력 LFP 배터리와 비슷한 제조 원가를 유지하면서도 에너지 밀도는 최대 33% 더 높다.

GM은 지난달 미국 테네시주 스프링힐에 위치한 얼티엄 셀즈 제2공장에서 세계 최초로 각형(Prismatic) LMR 배터리 셀 대량 양산에 착수할 것이라고 밝혔으며, LMR을 탑재한 첫 양산 차량은 2028년 공식 출시될 예정이다.

GM의 이번 플랫폼 완성은 가상 시뮬레이션 기술이 주효했다.

로이스 사장은 "단 하나의 물리적 프로토타입 셀을 공장에서 찍어내기 전에 무려 30만 개 이상의 LMR 배터리 화학 구성을 슈퍼컴퓨터로 시뮬레이션했다"고 밝혔다.

그는 "투입된 연산량만 3억 CPU 시간에 달하며, 이는 단 한 대의 컴퓨터를 24시간 쉬지 않고 3만 4,000년 동안 돌린 것과 같은 규모"라며 개발 기간 단축의 비결을 소개했다.

4세대 플랫폼은 파워트레인 하드웨어 역시 완전히 뜯어고쳤다. 신형 고효율 전기 모터와 통합 전력전자 제어 시스템을 새롭게 설계해 전체 부품 수를 기존 대비 약 40% 감축하고 시스템 부피를 크게 줄였다.

전기차의 고질적 한계로 꼽히는 차체 무게 감량에도 전사적 역량을 집중했다. 로이스 사장은 "'질량이 또 다른 질량을 부른다(Mass begets mass)'는 원리를 무겁게 받아들이고 있다"며 배터리 팩 경량화는 물론 시트 프레임, 스티어링 휠 등 실내 내장재 전반에서 대대적인 다이어트를 진행 중이라고 강조했다.


주목할 점은 이번 4세대 플랫폼에 적용된 차세대 차량 제어 소프트웨어와 전자 아키텍처가 순수 전기차에만 국한되지 않는다는 점이다. GM은 동일한 소프트웨어 시스템을 향후 가솔린과 하이브리드 내연기관 신차 라인업에도 교차 적용해 소프트웨어 중심 차량(SDV) 전환 속도를 높이기로 했다.

로이스 사장은 4세대 플랫폼이 적용될 구체적인 차종 명단을 공개하지는 않았으나, 대중적 소형 EV의 대표 주자였던 '쉐보레 볼트(Bolt)'의 차세대 모델이 머지않아 시장에 복귀할 것이라고 강조하며 주류 세그먼트 공략 의지를 분명히 했다.

현재 GM의 글로벌 순수 전기차 포트폴리오는 캐딜락의 리릭(Lyriq), 리릭-V, 옵틱(Optiq), 비스틱(Vistiq) 등 고가의 프리미엄 고니켈 삼원계 라인업에 편중되어 있다.

글로벌 완성차 및 배터리 업계 전문가들은 "GM이 차세대 플랫폼에서 LMR을 표준으로 확정하고 LG에너지솔루션과 2028년 양산 로드맵을 굳힌 것은, 프리미엄 위주의 비싼 전기차 구조에서 벗어나 중국산 저가 전기차와 대등하게 가격 경쟁을 벌일 수 있는 대중화 기반을 마련했다는 뜻"이라며 "북미 테네시 공장의 각형 LMR 양산 성공 여부가 향후 미국 완성차 진영의 배터리 기술 주권을 가르는 시험대가 될 것"이라고 평가했다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com