2025 전기차 핵심부품 완벽 정리｜배터리·모터·충전기술·자율주행까지 기술 총정리

전기차(Electric Vehicle, EV)는 기존 내연기관 자동차와는 달리 전기를 동력으로 사용하며, 이를 구현하기 위해 배터리, 전력전자, 모터, 열관리 시스템, 소프트웨어 등 다양한 핵심 기술과 부품이 필요합니다.

아래에서는 전기차의 핵심 기술과 부품을 세부적으로 나누어 상세히 설명하겠습니다.

1. 전기차 배터리

전기차의 핵심 부품은 단연코 배터리로, 차량의 주행거리, 성능, 안전성을 결정짓는 가장 중요한 요소입니다. 현재 전기차에 주로 사용되는 배터리는 리튬이온 배터리로, 높은 에너지 밀도와 충·방전 효율로 인해 널리 채택되고 있습니다.

리튬이온 배터리는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되며, 각 구성 요소는 다음과 같은 역할을 합니다:

양극:

니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 또는 알루미늄(Al)을 사용한 NCM(니켈·코발트·망간) 또는 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 소재가 주로 사용됩니다.

최근에는 에너지 밀도를 높이기 위해 니켈 함량을 높인 하이니켈 배터리(Ni 함량 80% 이상)가 주목받고 있습니다.

이는 주행거리를 늘리고 충전 속도를 개선하지만, 열 안정성 문제로 인해 안전 기술 개발이 필수적입니다.

음극:

흑연 또는 실리콘 기반 소재가 사용됩니다.
실리콘 음극은 흑연보다 에너지 저장 용량이 높지만, 충·방전 과정에서 부피 팽창 문제가 있어 연구가 진행 중입니다.

전해질:

리튬 이온의 이동을 가능하게 하며, 액체 전해질이 주로 사용되지만, 화재 위험을 줄이기 위해 고체 전해질(전고체 배터리)이 차세대 기술로 주목받고 있습니다.

분리막:

양극과 음극 간 단락을 방지하며 이온 이동을 돕습니다.
얇고 강한 소재 개발이 안전성과 성능을 좌우합니다.

리튬이온 배터리의 한계를 극복하기 위해 전고체 배터리(Solid-State Battery)가 차세대 기술로 개발되고 있습니다.

전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 화재 위험을 줄이고, 에너지 밀도를 높여 주행거리를 2배 이상 늘릴 가능성을 제공합니다. 또한, 리튬황 배터리와 리튬공기 배터리 같은 신기술도 연구 중이지만, 상용화까지는 시간이 필요합니다.

배터리 기술의 또 다른 중요한 측면은 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)입니다.

BMS는 배터리의 충·방전 상태, 온도, 전압, 전류를 모니터링하고 제어해 배터리의 효율성과 수명을 극대화합니다. BMS는 과충전, 과열, 단락 등으로 인한 사고를 방지하며, 전기차의 안전성과 성능을 보장하는 핵심 소프트웨어 기술로 평가됩니다.

2. 전력전자 시스템

전기차의 전력전자 시스템은 배터리에서 공급된 전력을 효율적으로 변환하고 제어하여 모터와 기타 부품에 적절히 전달하는 역할을 합니다. 주요 전력전자 부품은 다음과 같습니다:

인버터(Inverter):

배터리의 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하여 전기 모터를 구동합니다.

인버터의 효율성은 전기차의 동력 성능과 에너지 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.

최근에는 탄화규소(SiC) 또는 질화갈륨(GaN) 반도체를 사용한 인버터가 개발되어 전력 손실을 줄이고 효율성을 높이고 있습니다.

온보드 충전기(OBC, On-Board Charger):

외부 충전소의 교류 전원을 직류로 변환해 배터리를 충전합니다.

OBC의 출력 용량(예: 7kW, 11kW, 22kW)에 따라 충전 속도가 달라지며, 고속 충전 기술의 발전으로 충전 시간을 단축하는 연구가 활발히 진행 중입니다.

DC-DC 컨버터:

배터리의 고전압(보통 400V 또는 800V)을 저전압(12V 또는 48V)으로 변환해 차량의 전자기기(조명, 인포테인먼트 시스템 등)에 전력을 공급합니다.

고효율 DC-DC 컨버터는 에너지 손실을 줄이는 데 중요합니다.

전력제어유닛(PCU, Power Control Unit):

인버터, OBC, DC-DC 컨버터 등을 통합적으로 관리하며, 전기차의 전력 흐름을 최적화합니다.

전력전자 시스템은 전기차의 효율성과 성능을 극대화하며, 특히 고전압 시스템(800V 아키텍처)으로의 전환은 충전 속도와 주행 효율을 높이는 데 기여하고 있습니다.

예를 들어, 포르쉐 타이칸이나 현대 아이오닉 5는 800V 시스템을 채택해 초고속 충전을 구현했습니다.

3. 전기 모터

전기 모터는 배터리의 전력을 받아 기계적 동력을 생성하여 바퀴를 구동하는 핵심 부품입니다. 전기차에 주로 사용되는 모터 유형은 다음과 같습니다:

영구자석 동기 모터(PMSM, Permanent Magnet Synchronous Motor):

테슬라 모델 3, 현대 아이오닉 등 대부분의 전기차에 사용됩니다.

높은 효율과 출력 밀도를 제공하며, 희토류 자석(네오디뮴 등)을 사용해 강한 자력을 생성합니다.

그러나 희토류 자원 의존도가 높아 비용과 공급망 문제가 과제입니다.

유도 모터(Induction Motor):

테슬라 모델 S 초기 모델에 사용된 바 있으며, 희토류 자석 없이도 안정적인 성능을 제공합니다.

그러나 효율이 PMSM보다 낮아 최근 사용이 감소하고 있습니다.

스위치드 릴럭턴스 모터(SRM, Switched Reluctance Motor):

희토류 자석을 사용하지 않아 비용이 저렴하지만, 소음과 진동 문제로 인해 상용화가 제한적입니다.

모터 기술의 발전은 효율성과 출력 밀도를 높이는 데 초점이 맞춰져 있으며, 특히 희토류 없는 모터 개발이 자원 의존도를 줄이기 위한 중요한 과제입니다. 또한, 전기차의 구동 방식(전륜, 후륜, 사륜)에 따라 모터 배치와 성능이 달라지며, 듀얼 모터 시스템은 고성능 전기차(예: 테슬라 모델 S 플래드)에서 주로 사용됩니다.

4. 열관리 시스템

전기차의 열관리 시스템(Thermal Management System)은 배터리, 모터, 전력전자 부품의 온도를 적절히 유지하여 성능과 수명을 보장합니다. 전기차는 내연기관 차량보다 열 발생이 적지만, 배터리와 전력전자 부품은 특정 온도 범위에서 최적의 성능을 발휘하므로 열관리가 필수적입니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

냉각 시스템:

배터리와 모터의 과열을 방지하기 위해 액체 냉각(워터 재킷) 또는 공기 냉각 방식을 사용합니다.

액체 냉각은 효율이 높아 대부분의 고성능 전기차에 적용됩니다.

히트펌프:

겨울철 배터리와 실내 난방을 위해 사용되며, 에너지 효율을 높이는 데 기여합니다.

테슬라 모델 Y와 같은 차량은 히트펌프를 통해 극한 기온에서도 주행거리를 유지합니다.

열교환기:

배터리, 모터, 전력전자 부품 간 열을 효율적으로 분배하거나 외부로 방출합니다.

열관리 시스템은 배터리의 충·방전 효율, 수명, 안전성을 높이는 데 결정적인 역할을 하며, 특히 초고속 충전 시 발생하는 열을 관리하는 기술이 중요합니다.

5. 충전 인프라 및 기술

전기차의 상용화를 위해 충전 인프라와 기술은 필수적입니다. 충전 기술은 크게 완속 충전(AC)과 급속 충전(DC)으로 나뉘며, 최근에는 초고속 충전(150kW 이상)이 주목받고 있습니다.

완속 충전:

가정용 220V 또는 공공 충전소에서 사용되며, 충전 시간이 6~12시간으로 길지만 배터리 수명에 유리합니다.

급속 충전:

50~150kW 출력으로 30분 내외에 80% 충전이 가능합니다.

DC 충전 방식은 배터리에 직접 전력을 공급해 시간을 단축합니다.

초고속 충전:

350kW 이상 출력으로 10~15분 내 80% 충전이 가능하며, 포르쉐 타이칸, 현대 아이오닉 5 등이 지원합니다.

이를 위해 800V 고전압 시스템과 고효율 냉각 기술이 필요합니다.

충전 인프라에서는 충전 커넥터 표준도 중요한 기술적 요소입니다.

유럽과 한국은 주로 CCS(Combined Charging System)를 사용하며, 테슬라는 독자적인 슈퍼차저 네트워크와 NACS(North American Charging Standard)를 채택하고 있습니다. 또한, 무선 충전 기술은 차량을 주차만 하면 충전이 가능한 편리한 기술로, 상용화를 위한 연구가 진행 중입니다.

6. 소프트웨어 및 자율주행 기술

전기차는 단순한 하드웨어 중심의 기계가 아니라 소프트웨어로 구동되는 복합 시스템입니다. 소프트웨어는 차량의 성능, 사용자 경험, 안전성을 결정짓는 핵심 요소로, 다음과 같은 기술이 포함됩니다:

차량 제어 소프트웨어:

배터리, 모터, 전력전자 시스템을 통합적으로 관리하며, 주행 모드(에코, 스포츠 등)를 최적화합니다.

OTA(Over-The-Air) 업데이트:

차량의 소프트웨어를 원격으로 업데이트해 성능 개선, 신규 기능 추가, 보안 강화를 가능하게 합니다.

테슬라는 OTA를 통해 주행거리 개선, 자율주행 기능 업데이트 등을 제공합니다.

자율주행 기술:

전기차는 자율주행 기술과 밀접하게 연관되어 있으며, LiDAR, 카메라, 레이더 같은 센서와 인공지능(AI) 알고리즘을 통해 차선 유지, 자동 주차, 고속도로 자율주행 등을 구현합니다.

테슬라의 FSD(Full Self-Driving)와 현대자동차의 HDA(Highway Driving Assist)가 대표적입니다.

7. 경량화 및 소재 기술

전기차의 주행거리를 늘리기 위해 차체 경량화는 필수적입니다. 이를 위해 다음과 같은 소재 기술이 사용됩니다:

고강도 강철 및 알루미늄:

차체 강성을 유지하면서 무게를 줄이는 데 사용됩니다.

테슬라 모델 Y는 알루미늄 프레임과 강철을 혼합 사용합니다.

탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP):

고성능 전기차(예: BMW i3)에서 사용되며, 강도와 경량성을 동시에 제공합니다.

복합소재:

배터리 팩 보호를 위해 고강도, 내열성 복합소재가 사용됩니다.

8. 기타 부품 및 기술

회생제동 시스템:

제동 시 모터를 발전기로 활용해 에너지를 배터리로 회수, 주행거리를 늘립니다.

구동 부품:

전기차용 감속기, 드라이브 유닛 등은 동력을 효율적으로 전달하며, 내구성과 소음 감소가 중요합니다.

인포테인먼트 시스템:

대형 터치스크린, 음성 인식, 커넥티드카 기술(5G, V2X)을 통해 사용자 경험을 향상시킵니다.

9. 관련 국내 기업

국내 전기차 산업은 글로벌 친환경 정책과 기술 발전에 힘입어 급성장하고 있으며, 배터리, 전장 부품, 충전 인프라, 소재 등 다양한 분야에서 상장기업들이 두각을 나타내고 있습니다. 이하에서는 전기차의 핵심부품 및 기술과 관련된 주요 국내 상장기업들의 역할, 기술력, 시장 위치, 그리고 최근 동향을 중심으로 상세히 서술하겠습니다.

(1) LG에너지솔루션

LG에너지솔루션은 국내 전기차 배터리 시장에서 점유율 1위이자 세계 시장에서 2위(중국 CATL 다음)를 차지하는 대표적인 전기차 관련 대장주입니다.

이 회사는 리튬이온 배터리 및 에너지 저장 시스템(ESS)을 주력으로 하며, 전기차 배터리의 핵심 기술인 고용량, 고안전성 소재 개발과 제조 공정 고도화에 집중하고 있습니다.

LG에너지솔루션은 테슬라, GM, 폭스바겐 등 글로벌 완성차 업체에 배터리를 공급하며, 특히 차세대 4680 원통형 배터리 개발 및 양산에 주력하고 있습니다.

이 배터리는 기존 배터리보다 에너지 밀도가 높아 전기차의 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있는 기술로 평가받습니다.

또한, LG에너지솔루션은 배터리 재사용(BaaS, Battery as a Service)과 같은 신사업을 통해 지속 가능한 성장 가능성을 확보하고 있습니다.

최근에는 미국 시장에서의 입지를 강화하기 위해 GM과 합작 공장을 설립하며, 미국 인플레이션 감축법(IRA) 수혜를 기대하고 있습니다.

그러나 단기적으로는 전기차 수요 정체(캐즘)로 인해 수익성 감소 이슈가 있지만, 장기적으로는 글로벌 전기차 시장 확대에 따른 강세가 예상됩니다.

(2) 삼성SDI

삼성SDI는 LG에너지솔루션과 함께 국내 배터리 산업의 양대 산맥으로 꼽히며, 전기차 배터리 및 소재 기술에서 글로벌 경쟁력을 갖추고 있습니다.

삼성SDI는 리튬이온 배터리와 전고체 배터리 기술 개발에 주력하며, 특히 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 기반 고성능 하이니켈 배터리를 생산합니다.

이 회사는 헝가리와 미국에 대규모 생산 라인을 구축하며 글로벌 완성차 업체들과의 협력을 강화하고 있습니다.

2023년에는 GM과 미국 인디애나주에 배터리 합작 공장을 설립하기로 확정했으며, 이는 미국 시장 진출과 IRA 정책 수혜를 위한 전략적 행보로 평가됩니다.

삼성SDI는 또한 전고체 배터리와 같은 차세대 기술 개발에 약 3조 원을 투자하며, 2027년까지 시장 점유율 15% 달성을 목표로 하고 있습니다.

최근 SNS 게시물에 따르면, 삼성SDI는 현대자동차와 협업해 휴머노이드 로봇용 고용량 배터리 셀 개발에도 나서며 전기차 외의 모빌리티 분야로 사업을 확장하고 있습니다.

(3) SK온 (SK이노베이션 자회사)

SK온은 SK이노베이션의 배터리 사업 부문으로, 전기차 배터리 제조 및 공급에서 글로벌 5대 기업 중 하나로 평가받습니다.

SK온은 현대·기아자동차를 포함한 국내외 주요 완성차 브랜드에 배터리를 납품하며, 특히 리튬이온 배터리 분리막 기술에서 강점을 보유하고 있습니다.

이 회사는 미국 포드와의 합작법인 블루오벌SK를 통해 2025년부터 켄터키주에서 E-트랜짓 전기 트럭 및 F-150 라이트닝 전기 픽업트럭용 배터리를 생산할 예정입니다.

SK온은 배터리 재활용 기술 개발에도 적극적으로 나서며, 친환경 정책에 부합하는 지속 가능한 비즈니스 모델을 구축하고 있습니다.

최근에는 로봇 자동화 기술과 관련된 사업 확장 소식이 SMS 게시물을 통해 전해지며, 전기차 배터리 기술을 로봇 모빌리티로 확장하려는 움직임을 보이고 있습니다.

SK온의 배터리는 국내 전기차 모델(예: 기아 쏘울, 니로, 현대 아이오닉)에 주로 공급되며, 글로벌 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다.

(4) 현대모비스

현대모비스는 현대자동차그룹의 핵심 부품 계열사로, 전기차의 전동화 부품(모터, 인버터, 배터리 관리 시스템)과 자율주행 기술 개발에서 선두를 달리고 있습니다.

이 회사는 새시, 캇핏, 프런트엔드 모듈, 제동, 조향, 램프, 에어백 등 전기차에 필수적인 핵심 부품을 공급하며, 2025년 기준 매출액 26% 증가, 영업이익 99% 증가, 당기순이익 117.3% 증가라는 안정적인 실적 성장을 기록했습니다.

현대모비스는 전기차뿐만 아니라 자율주행과 커넥티드카 기술 개발에도 적극 투자하며, 미래 모빌리티 시장에서의 경쟁력을 강화하고 있습니다.

특히, 전기차용 고효율 모터와 인버터 기술은 글로벌 완성차 업체로부터 높은 평가를 받고 있으며, 해외 독립 공장을 통해 생산 능력을 확장하고 있습니다.

현대모비스는 전기차 시장 확대와 더불어 지속적인 성장이 기대되는 기업입니다.

(5) 한온시스템

한온시스템은 전기차의 열관리 시스템과 공조 부품을 전문으로 하는 기업으로, 전기차의 배터리와 전장 부품의 온도 조절에 필수적인 기술을 보유하고 있습니다.

이 회사는 글로벌 Tier-1 부품 공급사로, 현대·기아자동차, GM, PSA 푸조-시트로엥 등에 부품을 공급하며 업계 1위의 기술력을 자랑합니다.

전기차의 열관리 시스템은 배터리 효율과 수명을 극대화하는 데 중요한 역할을 하며, 한온시스템은 이 분야에서 독보적인 경쟁력을 확보하고 있습니다.

2020년 실적은 코로나19 영향으로 매출액 3.9% 감소, 영업이익 34.7% 감소했으나, 전기차 시장 확대에 따라 최근 회복세를 보이고 있습니다.

한온시스템은 친환경차 수요 증가에 따른 수혜가 기대되며, 지속적인 기술 개발로 글로벌 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다.

(6) 화승코퍼레이션

화승코퍼레이션은 전기차용 고무부품, 특히 냉각 시스템과 실링 부품을 전문으로 생산하는 기업입니다.

이 회사는 전기차의 배터리 냉각 시스템과 관련된 부품을 현대·기아자동차에 공급하며, 2025년 기준 매출 27.8% 증가, 영업이익 흑자 전환을 달성하며 전기차 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다.

화승코퍼레이션은 고무용 도료 기술을 기반으로 폴리우레탄 수지 및 정밀화학 제품을 생산하며, 전기차뿐만 아니라 전자, 생명과학 분야로 사업을 다각화하고 있습니다.

친환경차 시장 확대에 따라 이 회사의 부품 수요는 지속적으로 증가할 것으로 전망됩니다.

(7) 파워로직스

파워로직스는 전기차용 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)과 리튬이온 2차전지용 음극집전체(일렉포일)를 제조하는 기업입니다.

BMS는 배터리의 충·방전, 온도, 전압 등을 관리해 안전성과 효율성을 높이는 핵심 부품으로, 파워로직스는 이 분야에서 글로벌 공급망을 확보하고 있습니다.

이 회사는 전북 익산과 말레이시아에 생산 공장을 운영하며, 삼성SDI, LG화학 등 주요 배터리 제조사와 거래를 이어가고 있습니다.

최근에는 전기차 수요 증가와 함께 대량 공급 계약을 체결하며 안정적인 매출 성장을 기록하고 있습니다.

파워로직스는 스마트폰, TV 등 IT 전자제품용 부품 외에도 전기차 시장에서의 입지를 확대하며 다각화된 포트폴리오를 구축하고 있습니다.

(8) 한농화성

한농화성은 전고체 배터리의 핵심 소재인 전해질을 개발하는 정밀화학 전문기업입니다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리보다 안전성과 에너지 밀도가 높아 차세대 배터리 기술로 주목받고 있습니다.

한농화성은 전기차 배터리 소재 외에도 전자, 생명과학 분야에서 사용되는 다양한 정밀화학 제품을 생산하며, 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화하고 있습니다.

이 회사는 전고체 배터리 상용화를 위해 지속적인 R&D 투자를 진행 중이며, 전기차 시장 확대에 따라 장기적인 성장 가능성이 기대됩니다.

(9) 디아이씨

디아이씨는 전기차 변속기와 감속기 부품을 생산하는 기어 전문 기업으로, 대구광역시와 전기상용차 생산공장 협약을 체결하며 국내 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다.

이 회사는 북미 전기차 제조사에도 부품을 공급하며 글로벌 시장 진출을 가속화하고 있습니다.

디아이씨는 전기차용 구동 부품의 기술력과 품질 우수성을 인정받아 현대·기아자동차, GM 등 글로벌 완성차 업체와 협력하고 있으며, 전기차 시장 확대에 따른 수혜가 기대됩니다.

(10) 만도

만도는 전기차의 전장 부품 핵심 기술을 보유한 기업으로, 특히 전자식 파워 스티어링(EPS)과 Fail Safety 기술을 테슬라에 공급하며 글로벌 시장에서 주목받고 있습니다.

이 회사는 전기차의 모터, 인버터, 충전기 등 부품 개발에 집중하며, 기술 개발과 대량생산을 통해 원가 절감을 목표로 하고 있습니다.

만도는 현대차그룹 외에도 글로벌 완성차 업체들과 협력하며, 전기차 부품 시장에서의 성장 가능성을 확보하고 있습니다.

(11) 기타 주목할 기업

일진머티리얼즈: 리튬이온 2차전지용 음극집전체(일렉포일)를 제조하며, 삼성SDI, LG화학 등과 협력하고 있습니다. 전기차 배터리의 핵심 소재인 일렉포일을 통해 안정적인 매출을 확보하고 있습니다.

아모센스: 전기차용 커넥터 모듈과 전장 부품을 생산하며, 스마트폰 및 카메라 모듈용 부품으로 사업을 다각화하고 있습니다.

SNT모티브: 전기차용 구동모터, DCT, 드라이브 유니트 등을 생산하며, 친환경차 부품 공급을 확대하고 있습니다.<

삼화콘덴서 및 우리산업: 전기차용 전자 부품과 충전기 관련 기술을 개발하며, 전기차 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다.

요약 및 전망

국내 전기차 관련 상장기업들은 배터리, 전장 부품, 소재, 충전 인프라 등 다양한 분야에서 글로벌 경쟁력을 갖추고 있습니다. LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온은 배터리 시장에서 선두를 달리며, 현대모비스, 한온시스템, 화승코퍼레이션 등은 전장 부품과 열관리 시스템에서 강점을 보이고 있습니다. 전기차 시장은 정부의 친환경 정책, 미국 IRA와 같은 글로벌 규제, 그리고 기술 발전에 힘입어 지속 성장할 것으로 전망됩니다. 그러나 단기적인 수요 정체(캐즘)와 중국 시장 진입의 어려움은 주요 과제로 남아 있습니다. 장기적으로는 차세대 배터리 기술(예: 전고체 배터리)과 자율주행 기술의 발전이 국내 기업들의 성장 동력이 될 것입니다.

전망 및 과제

전기차의 핵심 기술과 부품은 배터리 효율, 충전 속도, 주행거리, 안전성을 중심으로 발전하고 있습니다.

차세대 기술인 전고체 배터리, 초고속 충전, 희토류 없는 모터, 자율주행은 전기차 시장의 성장을 가속화할 것으로 기대됩니다.

그러나 배터리 원자재(리튬, 니켈, 코발트) 공급망 불안정, 충전 인프라 부족, 높은 초기 비용 등은 해결해야 할 과제입니다.

또한, 친환경 정책과 소비자 수요 증가로 전기차 기술은 지속적으로 혁신할 전망이며, 특히 소프트웨어와 AI 기술의 발전은 전기차를 단순한 이동 수단을 넘어 스마트 모빌리티 플랫폼으로 전환시키고 있습니다.

블로그 선택 ☕