12월, 신설 BMW 그룹 우드러프 공장(BMW Group Plant Woodruff)이 신형 순수전기 BMW iX5용 고전압 배터리 양산을 시작한다. 이 차량의 세계 최초 공개와 함께, BMW는 최첨단 생산 시설을 처음으로 공개했다.
AI 지원 생산 공정, 디지털 트윈, 가상현실 애플리케이션을 갖춘 이 새 공장은 고전압 배터리 조립 분야에서 업계 기준을 세우고 있다.
미국 전동화와 사우스캐롤라이나 입지 강화
레이먼드 비트만(Raymond Wittman) BMW AG 이사회 생산 담당 멤버는 다음과 같이 말했다. “우드러프 공장은 미국 전동화 확대에서 핵심적인 역할을 한다. 우리는 6세대(Gen6) 고전압 배터리로 기술적 도약을 이뤄냈을 뿐 아니라 생산에서도 새로운 기준을 세우고 있다. 우드러프에서 우리는 최첨단 공정, 인공지능, 직원들의 전문성을 결합해 최고 품질을 위해 설계된 생산 시설을 만들어내고 있다.”
로버트 엥겔호른(Robert Engelhorn) BMW 매뉴팩처링(BMW Manufacturing Co., LLC) 대표 겸 최고경영자는 다음과 같이 말했다. “우드러프 공장을 통해 우리는 사우스캐롤라이나에서 입지를 더욱 확장하고 배터리와 차량 생산의 긴밀한 통합을 강화하고 있다. 이는 스파턴버그 공장(Plant Spartanburg)에서 조립되는 차세대 순수전기 BMW X 모델을 위한 이상적인 토대를 만든다.”
최고 품질을 위한 지능형 생산
BMW 그룹은 자체 개발한 6세대(Gen6) 고전압 배터리를 위해 최첨단의 지능적이고 효율적인 생산 공정을 구축했다. 새로운 원통형 라운드 셀은 ‘셀투팩(cell-to-pack)’ 원리에 따라 고전압 배터리에 직접 통합된다.
모든 생산 단계는 인라인으로 지속 모니터링되며 실시간으로 포괄적으로 문서화된다. 자체 개발한 AI 어시스턴트와 에이전트가 이 데이터를 분석하며, 우드러프 공장의 300명 이상 직원 및 250대 로봇과 함께 제로 디펙트 배터리 생산을 보장한다.
동시에 인공지능의 광범위한 활용은 생산의 종합설비효율(OEE)을 높인다. 가동 훨씬 이전부터, 생산의 디지털 트윈과 가상현실 애플리케이션이 계획 수립과 직원 교육을 지원한다.
가상 공장에서 이뤄지는 훈련
우드러프 공장의 모든 생산 인력은 현장에서 개발된 VR 교육 프로그램을 이수한다. 가상 공장 안에서 그들은 실제와 같은 조건에서 실제 제조 작업을 연습할 수 있다.
이 가상 환경은 공장의 생산 라인을 세밀하게 재현하며, VR 고글 한 세트와 PC만 있으면 된다. 이 교육은 직원들이 실제 제조 시스템을 처음 사용하기 전에 관련 공정에 대한 이해를 키우고 장비 운용에 대한 자신감을 갖도록 돕는다.
착공에서 양산까지 단 3년
2023년 6월 공식 기공식 이후, 새 공장 건설은 2023년 9월에 시작됐다. 건설이 진행 중이던 2024년 9월, 제조 설비 설치가 시작됐다. 생산 준비는 2025년 여름에 시작됐으며, 그때부터 첫 테스트 및 선행 양산 배터리가 조립 라인에서 나오고 있다. 양산 시작은 2026년 12월로 예정돼 있다.
리치 에벌리(Rich Everly) BMW 그룹 우드러프 공장 생산 부사장은 다음과 같이 말했다. “우드러프 공장은 우리가 얼마나 빠르게 새로운 배터리 콘셉트를 산업 생산으로 확장할 수 있는지 보여준다. 핵심 요인은 숙련되고 헌신적인 팀 간의 시너지, 그리고 생산 네트워크 내 지속적인 경험 교류다.”
탄소 발자국을 줄인 BMW iX5 6세대 배터리 셀
BMW iX5의 고전압 배터리에 사용되는 6세대 배터리 셀은 코발트, 리튬, 니켈 함량에서 높은 비율의 2차 소재를 포함한다. 애노드와 캐소드 소재 생산은 물론 셀 제조에도 재생 에너지가 사용된다.
BMW iX에 사용된 5세대 셀과 비교해, 와트시당 CO₂e 배출량이 약 28% 감소했다. 우드러프 공장은 정상 운영 중 어떠한 화석연료도 사용하지 않으며, 부지 내 산업용 트럭은 수소로 구동된다.
글로벌 생산 전략, 로컬포로컬
6세대 고전압 배터리 설치는 BMW 그룹이 ‘로컬포로컬(local for local)’ 원칙에 따라 차량 공장 인근에 건설 중인 다섯 곳의 신규 생산 시설에서 이뤄진다. 우드러프 외에도 이를바흐-슈트라스키르헨(Irlbach-Straßkirchen, 니더바이에른), 선양(중국), 산루이스포토시(San Luis Potosí, 멕시코)에 최첨단 고전압 배터리 조립 공장이 건설되고 있다.
최신 세대 고전압 배터리는 2025년 10월부터 헝가리 데브레첸(Debrecen)에서 양산되고 있다. 이 ‘로컬포로컬’ 접근 방식은 지역 인프라와 기존 시설을 강화하고 일자리 확보에 도움을 준다. 고전압 배터리의 글로벌 생산 네트워크는 독일 파일럿 공장과 전 세계 양산 시설 간의 긴밀한 협업으로 혜택을 얻는다.
BMW 그룹의 6세대 고전압 배터리 조립 방식
BMW 그룹은 선도적인 셀 제조사로부터 고전압 배터리용 배터리 셀을 조달한다. 최고 수준의 기술 기준이 적용된다. 입고 시 전압 검사 같은 추가 측정이 이뤄진다. 다음은 이른바 셀 클러스터링으로, 배터리 셀이 쿨러에 연결된다.
이 단계는 셀의 최적 절연과 냉각을 보장한다. 그런 다음 셀 클러스터와 셀 접촉 시스템이 레이저로 세척되고 정밀하게 용접된다. 인라인 검사가 각 용접부를 실시간으로 지속 모니터링한다.
이어서 혁신적인 발포 공정이 진행돼 모든 요소가 하나의 기계적 유닛으로 보호되도록 한다. 경화된 폼은 고전압 배터리의 안전성, 안정성, 내구성을 보장한다. 그런 다음 하우징이 닫히고, 밀봉되고, 리벳으로 고정된다.
최종 조립 단계에서는 중앙 제어 유닛인 에너지 마스터(Energy Master)가 고전압 배터리에 장착된다. 영구 탄성 밀봉 접착제가 도포돼 확실한 밀폐를 보장한다. 마지막으로, 각 고전압 배터리는 100% 라인 종단 검사를 거친다. 우드러프에서 고전압 배터리는 불과 15마일(약 24km) 떨어진 스파턴버그 공장으로 운송된다.
BMW iX5의 고전압 배터리, 800볼트에 높은 에너지 용량
첫 배터리 전기차 BMW iX5는 라운드 셀과 800볼트 기술을 특징으로 하는 6세대 BMW e드라이브 기술을 기반으로 한다.
미국에서 144kWh, EU에서 141kWh(순)의 이용 가능 에너지 용량으로, BMW iX5 60 xDrive는 지금까지 나온 모든 순수전기 BMW 모델 중 가장 큰 고전압 배터리를 자랑한다. 추진력은 앞뒤 액슬의 e드라이브와 전기식 BMW x드라이브 사륜구동이 담당한다.