2차 전지(이하 배터리)는 많은 사람들의 관심을 받고 있지만, 그 관심과 별개로 용어부터가 쉽지 않다. 그래서 배터리 관련 기업을 알기 위해서는 용어를 잘 이해해야 한다. 배터리는 가장 작은 단위가 ‘셀(cell)’로서 흔히 말하는 건전지 1개라고 생각하면 된다. 그 셀을 몇 개 또는 몇 십개 묶은 것을 ‘모듈’이라고 하며, 모듈을 몇 개씩 모아서 ‘배터리팩’을 만든다. 전기자동차(EV) 같은 경우에는 자동차 한 대에 한 개의 ‘배터리팩’이 사용된다. 이렇게 만들어진 배터리팩은 화학, 전기, 전자가 결합된 산물이라고 할 수 있다.
그리고, 이 배터리팩을 종합적으로 컨트롤해주는 시스템을 바로 ‘배터리관리시스템’ 흔히 BMS (Battery Management System)라고 부른다. ‘배터리시스템’은 배터리팩과 그것을 연결하는 다양한 장치들, 그리고 BMS가 결합된 것이라고 할 수 있다. 오늘 소개하는 기업 ‘크레스트’는 자체 보유한 알고리즘 기술을 기반으로 BMS와 ‘배터리시스템’을 만들어 고객사에 납품하는 기업이다. 크레스트는 서울대 전기공학과를 졸업하고, KAIST에서 박사를 취득한 이중휘 대표가 2019년 설립하였다.
이 대표는 SK이노베이션에서 BMS그룹 수석연구원을 지냈고, 20년 간 BMS와 배터리시스템을 개발해온 실력 있는 BMS 전문가다. 그런데 BMS 기술에 우위를 가진 크레스트가 왜 배터리시스템 전체를 만드는 것일까. 사실 여기에는 BMS의 중요성에 대한 산업계의 이해부족이 한 몫을 하고 있다.
인터넷에서 BMS를 검색해보면 알리익스프레스 같은 곳에서 몇 만원짜리 BMS기판을 쉽게 볼 수 있다. 사정이 이렇다보니 BMS라는, 즉 배터리시스템의 두뇌에 해당하지만 눈에 보이지는 않는 제품을 제대로 알아보고 제 가격에 구매해주는 고객을 찾기가 매우 어렵다. 그래서 크레스트는 자신들의 BMS를 탑재한 배터리시스템을 만들어 그 성능을 입증하여 판매하는 사업모델을 택한 것이다.
앞서 말한대로, 눈에 보이지 않는 것을 설명하기는 매우 어렵다. 성과로 보여줄 수 밖에 없는 데 그런 점에서 크레스트는 많은 성과를 내왔다. 먼저 크레스트는 국내 자동차 대기업 H사의 싱가폴, 북미 스마트 공장에서 사용하는 물류로봇의 배터리시스템을 독점적으로 공급하고 있다. 또한, 북미 시장에 전기전자제품을 판매하기 위해서는 UL인증을 통과해야 하는데, 크레스트는 올해 초 UL2271 인증을 획득했다. 이 인증을 통과한 기업은 한국에 5곳밖에 없는데, 배터리 제조 대기업 3곳과, 중견기업 1곳, 그리고 크레스트의 BMS를 탑재한 제품을 생산하는 대기업 1곳 뿐이다. 기술력을 입증한 것이다. 이런 기술력 덕분인지 크레스트는 창업 이후 계속 흑자를 내왔고, 2023년에는 10명 내외의 인력으로 30억 원의 매출을 달성했다.
최근 크레스트는 ‘Intelligent BMS’라는 시스템도 개발 완료하였다. 이는 그동안 배터리 업계의 난관이었던 문제를 해결하는 솔루션인데, 대규모 배터리시스템에서 각 ‘셀’ 간의 편차가 있을 때 이를 지능적으로 관리해주는 시스템이다. 배터리를 오래 사용하다보면 여러 가지 이유로 셀 간에 편차가 발생하게 된다. 이렇게 편차가 있으면 충전을 할 때 어떤 셀은 충전이 아직 덜 돼서 계속 충전을 받아야 하는 반면, 이미 충전이 다 된 셀은 계속 충전을 하게 되므로 과충전과 화재 위험에 노출될 수 있다. 그래서 결과적으로 배터리팩의 성능은 가장 성능이 안 좋은 워스트(Worst) 셀이 결정하게 되는 것이 기존 배터리였다. 그러나, 크레스트의 Intelligent BMS는 이렇게 서로 다른 상황의 셀이 있어도 안정적으로 충방전을 관리해주어 결과적으로는 모든 셀의 안정화를 돕는다. 말 그대로 ‘지능을 가진(Intelligent) BMS’라고 할 수 있겠다.
매출이 안정적으로 나오고 있지만 크레스트는 현재의 성과에 만족하지 않고 또 다른 도약을 위해 투자 시장에 나섰다. 그 이유에 대해 이중휘 대표는 “컴퓨터 시스템에서 소프트웨어의 중요성을 모두가 알듯이 BMS는 배터리시스템의 소프트웨어로서 결국 배터리팩 자체보다 중요해질 것입니다. 그런 중요한 BMS를 더 발전시키고, 결과적으로 한국의 배터리 산업도 한단계 업그레이드하기 위해 투자를 유치하려고 합니다”라며 의지를 밝혔다. 투자를 유치하여 더 많은 배터리에 Intelligent BMS를 장착하고 양산하며 단가를 낮춰 세계시장으로 진출하겠다는 포부다.
최근 전기차의 화재가 계속 발생하면서 어느 때보다도 배터리시스템, 특히 BMS에 대한 관심이 높다. LG에너지솔루션이 최근 400명이 넘는 연구원을 BMS개발에 투입했다는 보도만 봐도 그 관심을 알 수 있다. 배터리 기술과 BMS에 누구보다도 진심인 이중휘 대표와 크레스트 팀이 지금까지의 성과에 투자라는 날개를 달아 어디까지 비상할 수 있을지, 관심이 있는 투자자들은 크레스트의 문을 두드려보기 바란다.
크레스트가 해결하려는 문제점이 무엇입니까?
크레스트는 배터리 시스템을 개발, 공급하는 회사입니다. 우리가 해결하려는 것은 리튬배터리를 사용할 때 발생하는 모든 문제들과 관련이 있습니다. 간략하게 몇가지로 나누어 말씀드리면, 리튬배터리를 사용할 때 겪는 안전성, 에너지 측면, 비용 측면에서의 효율성 그리고 사용자의 편의성을 최대한 확보한 배터리시스템을 개발, 공급하는 것입니다. 요약하면, 시스템 기술을 활용해 좋은 배터리를 만들고 이를 고객에 제공하는 것입니다.
배터리시스템은, 화학제품인 배터리에 전기전자 그리고 기계적인 시스템을 결합시켜 자동차나 로봇 등에 즉시 사용 가능하도록 만든 제품입니다. 다시 말해 여러 분야의 기술을 복합적으로 요구하는 제품입니다. 따라서 완벽한 제품을 만든다기보다는, 기술개발을 통해 지속적으로 개선해 나가야 하는 것이 배터리 시스템입니다.
최근 언론기사를 보면 LG에너지솔루션의 경우 BMS (Battery Management System) 개발 센터를 별도 조직으로 두고 400여 명의 석/박사급 연구원들이 BMS 소프트웨어 및 하드웨어를 개발하고 있다고 합니다. 신뢰성 있는 BMS와 배터리시스템을 개발한다는 것이 결코 쉬운 문제가 아님을 반증하는 것입니다.
크레스트는 어떤 방식으로 이 문제를 해결합니까?
크레스트는 BMS 등 자체 보유기술과 지속적인 기술개발을 통해 보다 안전하고 효율적이며 사용하기 편리한 배터리시스템을 제공합니다.
배터리시스템의 안전성을 확보하기 위해, BMS와 배터리시스템 구조를 강인하면서도 효율적인 구조로 설계하고, 셀 단위까지의 배터리 상태를 정밀 모니터링 및 진단함으로써 배터리를 안전하게 사용할 수 있도록 합니다.
또한 에너지와 비용 효율적인 제품을 만들기 위해, 부품으로 적용되는 배터리 셀을 사전평가하여 최적의 배터리시스템 설계와 배터리 셀에 맞는 최적의 운용패턴을 제시합니다.
사용자가 배터리시스템을 편하게 사용할 수 있도록, 사용자의 환경에 맞는 인터페이스를 통해 배터리와 관련한 모든 정보를 실시간으로 제공합니다.
제품의 개발, 공급에 덧붙여 배터리시스템의 사용을 어려워하는 현장 사용자에 대해 기술지원을 제공합니다. 여기에는 제품의 선정, 설계부터 제품의 적용 및 운용, 관리 교체 등 전체 수명주기에 걸친 기술지원이 모두 포함됩니다.
경쟁사 대비 우리의 경쟁력과 기술적인 장점이 무엇입니까?
크레스트의 경쟁력은 자체 보유한 BMS 기술력과 배터리시스템 개발 역량입니다.
첫째, 리튬배터리 시스템에 대한 완결적 기술력입니다. 리튬배터리 시스템에 요구되는 BMS와 팩구조, 방열구조 설계, BMS의 알고리즘 그리고 배터리에 대한 평가까지 자체역량을 보유하고 있습니다. 상당수의 BMS/배터리팩 업체들이 전기적/기계적 시스템 기술에 의존하고 있는 반면, 크레스트는 배터리 특성에 대한 높은 이해도를 바탕으로 최적의 배터리시스템 설계와 최적 운용패턴을 제시할 수 있습니다.
둘째, 신뢰성에 중점을 두고 시스템에 대한 강건설계를 한다는 점입니다. 배터리시스템의 신뢰성은 배터리의 안전과 직결되는 문제이며, 전기적, 기계적, 열적, 역학적 신뢰성이 모두 포함됩니다. 일부 경쟁사들이 가격경쟁력을 위해 신뢰성을 희생하는 것과 달리 우리는 신뢰성을 최대한 확보한 제품을 공급하고 있으며, 이것은 2024년초 국제적인 성능평가기관 인증인 ‘UL 인증’으로 공식 검증되었습니다.
셋째, 정밀한 상태진단이 가능한 BMS 알고리즘을 자체 보유하고 있습니다. 대표적인 BMS 알고리즘은 배터리의 충전상태(state-of-charge; SOC)와 수명상태(state-of-health; SOH)의 산정, 그리고 배터리의 정상/비정상 상태를 판별하는 진단 알고리즘 등으로 사용자는 이를 통해 배터리의 내부상태를 상세하게 알 수 있습니다.
BMS 알고리즘의 개발에는 해당분야에 대한 전문가와 장비 그리고 많은 시간이 소요됩니다. BMS 알고리즘을 자체 보유하는 것이 쉽지 않은 이유입니다.
우리가 보유하고 있는 SOC/SOH 알고리즘은 정밀도와 내구신뢰성(Durability)이 우수한 것으로 평가되고 있으며 정밀도는 세계 수준에 견줄만하다고 자부합니다.
우리의 배터리시스템 사용자는 이러한 알고리즘을 통해 안전성, 효율성 그리고 편의성이 높은 제품을 사용하게 됩니다.
우리는 인산철 배터리에 대한 알고리즘도 자체개발, 보유하고 있으며, 수년간 현장에 적용해 왔습니다. 통상 인산철배터리는 화재에 강한 특성을 보이지만, 그 특성상 BMS에서 관리하기가 매우 어려워 상당한 수준의 BMS 알고리즘 기술력을 요구합니다.
이러한 알고리즘 기술력을 바탕으로 업계의 선두그룹에서 고민 중인 문제를 해결한 사례가 있는데, 이것을 우리는 “Intelligent BMS” 라고 명명하였습니다. ESS 등 대규모의 셀이 결합된 배터리시스템에서는 수명 말기에 가까워지면서 점차 셀간 편차가 커져 과충전/과방전 등의 위험성이 높아지며, 결국에는 가장 상태가 나쁜 셀에 의해 시스템 전체를 사용하지 못하게 됩니다.
대규모 셀을 포함하는 시스템의 복잡성으로 인해 가성비 높은 해결방안이 BMS 선두그룹의 주요 이슈였는데, 우리는 셀단위 상태진단과 Active balancing 기술이 결합된 정교한 알고리즘의 개발을 통해 가성비가 매우 높은 해결방안을 제시하였고 공인기관으로부터 그 성능을 인증받은 바 있습니다. 이러한 기술을 적용하면 결과적으로 배터리시스템의 수명이 연장되는 효과와 더불어 배터리시스템의 안정성도 더 높아지게 됩니다.
크레스트가 제공하는 제품/서비스는 무엇인가요? 현재 상태는?
우리 제품은 리튬배터리시스템이며, 로봇이나 ESS, 전기차에 적용되는 배터리시스템도 모두 같은 범주에 포함됩니다. 다만, 현재는 로봇용, 특히 물류로봇(AGV/AMR)용 배터리시스템을 국내외 공장에 공급하고 있습니다.
현재 우리 제품은 주문생산형으로, 로봇의 용도와 특성에 따라 배터리시스템도 폴리머, 인산철, 원통형 리튬이온 셀을 이용해 고객의 요구에 최적화된 제품을 공급하고 있습니다.
제품의 고도화를 통한 사업영역의 확장도 추진중입니다.
첫째는 온도환경의 제약을 극복할 수 있는 배터리팩입니다. 현재 극저온에서도 상온과 같은 성능을 낼 수 있는 배터리팩 프로토타입을 로봇제작사와 협력해 실증시험 중입니다. 또한 여름의 고온과 겨울의 저온이 반복되는 환경에서도 사용할 수 있는 배터리를 이어서 개발할 계획입니다. 전기자동차용 배터리가 로봇용 배터리와 다른 점은 충격, 진동 등 기계적 환경과 저온, 고온 등 열적 환경이 다르다는 점입니다. 충격, 진동에 대비한 구조설계 기술은 상당부분 내재화된 상태이며, 여기에 온도조건을 극복할 수 있는 기술까지 내재화된다면 전기자동차용 배터리도 공급할 수 있는 수준에 이르게 됩니다.
두번째는 소형 ESS용 배터리팩입니다. 현재 프로토타입을 제작해 최종시험을 진행중이며, 추후 건물용 비상전원을 대체할 수 있는 제품으로 추진할 계획입니다. 여기에는 상대적으로 화재의 확률이 낮은 인산철 배터리를 적용하였습니다.
이와 더불어, 현장의 배터리 사용자에 대한 ‘기술지원시스템’과 배터리시스템 ‘이력관리시스템’을 개발함으로써 보다 신속하고 명확하면서도 품질이 높은 서비스를 제품과 함께 제공할 계획입니다.
여기에서 기술지원시스템이란, 현장에서의 배터리 사용방법, 문제발생 시 조치방법 및 절차를 안내하는 시스템으로, 현장사용자의 이해도를 높이기 위해서 개인통신기기를 이용해 배터리상태와 조치방법을 직관적으로 알 수 있게 해줍니다. 또한 배터리팩 이력관리시스템은 배터리팩의 도입, 운용, 교체 등 전 수명주기에 대한 데이터베이스로, 이를 통해 보다 효율적인 배터리의 관리를 가능하게 지원하는 것이 목적입니다.
우리의 타깃 시장 크기와 핵심 타깃 고객은 누구입니까?
타깃 시장은 리튬배터리시스템이 사용되는 전영역입니다. 아시다시피, 전기차용 배터리시장은 2030년에 약 7천억 달러, ESS용 배터리 시장은 2030년 650억 달러로 매우 큰 규모로 예상되고 있습니다.
단 우리 회사의 1차 Target 시장은 로봇용 배터리팩 시장입니다. 물류로봇을 포함한 서비스로봇용 배터리팩 세계시장은 2026년 약 100억 달러, 2030년 240억 달러로 추산되며, 국내시장은 2026년 약 1,400억 원, 2030년 3,200억 원 규모로 예상됩니다. 로봇용 배터리팩 시장은 규모가 다소 작은 듯하지만 성장률이 매년 25% 정도로 매우 높습니다.
현재 우리 회사의 Business Model은 스마트공장의 로봇용 배터리팩을 로봇제작사에 공급하는 것입니다. 좀 더 상세히 기술하면, 우리 강점을 기반으로 배터리시스템 및 BMS 전체의 자체 설계에 집중하며 구매 또는 제작된 부품들을 이용해 배터리시스템을 조립, 검사하는 형태의 비즈니스 모델입니다. 주요 부품들은 외주제작 또는 구매로 조달됩니다.
현재 개발중인 현장 기술지원시스템과 배터리팩 이력관리시스템이 완성되면 배터리팩 개발 및 공급에 더해 배터리시스템에 대한 기술지원서비스가 비즈니스 모델에 포함될 예정입니다.
그 동안 우리 팀의 성과는 무엇입니까?
2021년부터 H자동차 국내외 스마트공장에 물류로봇용 배터리시스템을 독점적으로 공급하고 있습니다. H자동차의 싱가폴 공장과 미국 조지아 공장이 대표적인 사례입니다. 1년 이상 H자동차로부터 평가를 받은 결과, 특히, 배터리시스템 운용의 기반이 되는 SOC 알고리즘 등 기술력을 인정받아 공급하게 되었습니다. 추후 전기차 전용 국내공장 물류로봇에도 공급 예정입니다.
올해 초에는 로봇용 배터리팩 4종에 대한 UL 인증을 획득했습니다. 그 중 1종은 고압모델로 국내에서는 크레스트가 처음인 것으로 알고 있습니다. 배터리팩에 대한 UL인증은, BMS나 배터리팩 하드웨어의 신뢰성 그리고 BMS 소프트웨어의 기능 안전까지 상당히 난이도가 높기 때문에 BMS와 배터리시스템의 신뢰성을 공식적으로 인정받은 의미가 있다고 하겠습니다. 다만, 아쉬운 점은 로봇제작사의 명의로 진행된 프로젝트이기 때문에 우리 제품에 대해서는 다시 인증절차를 진행해야 한다는 점이 있습니다. 물론, 이후의 인증에 대해서는 모든 준비가 되어 있는 상태이기 때문이 신속한 인증획득이 가능합니다.
한편, 2019년 회사 설립시부터 대/중견기업 공장에 200건 이상의 배터리공급 프로젝트를 수행했으며, 모든 이력이 관리되고 있습니다. 또한 작년 매출은 약 30억 원이며, 설립 이후 우리 회사는 지속적으로 흑자를 보이며 성장해왔습니다.
아울러 다음과 같은 성과도 있었습니다.
지금까지 업계 미해결 과제로서 대규모 셀을 포함한 배터리시스템의 수명을 연장시킬 수 있는 기술적 해결방안을 “Intelligent BMS” 라는 이름으로 제시하였으며, 공인기관으로부터 그 성능을 인정받았습니다. 2024년 초격차 스타트업 1000+ 프로젝트에 선정되었고, 국내 대/중견기업으로부터 꾸준히 BMS나 배터리시스템 관련 개발의뢰를 받고 있으며, 그 중 10여건을 진행했거나 지금도 진행중입니다. 배터리시스템 관련 특허를 6건 등록했으며, 2건은 출원중입니다.
크레스트 팀의 경쟁력은?
먼저, 국내 대기업 등 해당분야에서 15년 이상의 풍부한 경험과 능력을 보유한 임직원들이 주축을 이루고 있다는 것입니다. 이중휘 대표 겸 연구소장은, 서울대 전기공학과와 KAIST 박사 과정을 마치고 국내 배터리제조사에서 BMS 개발을 주도했고, BMS 및 배터리 관련 경력 20년 이상의 공학박사입니다.
BMS 하드웨어는 15년 이상 경력의 공학박사가, 소프트웨어는 30년 이상 경력의 컴퓨터응용(소프트웨어) 기술사가 개발을 주도하고 있습니다. 생산 역시 경력 15년 이상의 팀장이 주도적인 역할을 하고 있습니다. 품질관리는 현대차 출신 품질관리위원이 담당하고 있으며, 마케팅은 경력 20년 이상의 경영학 석사 팀장이 주도하고 있습니다.
다음으로, 지속성장이 가능한 회사 분위기입니다.
전체 구성원이 매우 성실하고 책임감 있게 업무에 임하며, 팀웍이 매우 좋습니다. 업계 미해결 과제 등 새로운 도전을 즐기며, 매일 조금씩이라도 진보할 수 있도록 역량개발에 힘쓰고 있습니다.
우리가 투자를 받아야 하는 이유 3가지!
첫째, 탄탄한 기술력과 비즈니스 네트웍 및 생산/품질체계를 갖추고 있으며, 회사 설립 이후 5년 간 최소한의 자금으로도 흑자의 사업성과를 유지해 왔습니다.
둘째, 제품과 서비스 개발계획이 명확하며, 이에 대한 개발 및 사업화 역량을 갖추고 있습니다.
셋째, 투자를 유치해 양산체계를 구축하면, 현재의 약점인 저가제품과의 경쟁 및 회사규모의 한계를 극복하고 저가 고품질 제품으로 시장을 석권할 수 있습니다.
위 질문 외에 꼭 전달하고 싶은 내용은?
크레스트가 개발하는 배터리시스템 산업은 배터리셀 제조산업보다 부가가치가 더 높은 산업입니다. 국가와 사회에서 더 많은 관심을 가질 필요가 있습니다.
배터리 시스템 산업은 셀 제조의 전방산업이며, 로봇이나 전기자동차 등의 후방산업이 됩니다. 당연히 셀 제조에 비해 부가가치가 더 높으며, 더 적은 자금으로 성장시킬 수 있는, 따라서 Risk도 더 적은 사업입니다.
배터리 시스템은, 셀을 활용하기는 하지만 화학보다는 전기/기계적인 측면이 강한 제품입니다. 따라서 셀 제조에 비해 더 빠르게 성과를 도출하는 것이 가능합니다. 국내에는 이러한 산업이 아직 형성되어 있지 않으나, 미국, 중국 등에는 이미 전문 플레이어들이 다수 활동하고 있습니다. 따라서, 국내에도 이러한 산업을 빨리 육성할 필요가 있습니다.
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