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13 / 30 · 에너지

배터리 팩: 셀·팩·관리 시스템

01 · 뜯어볼 부품

배터리 팩은 작은 셀 여러 개를 직렬·병렬로 묶고, BMS가 셀마다 전압과 온도를 지켜보는 덩어리입니다.

02 · 3D 분해

눌러서 뜯어보기

부품을 누르면 설명이 열리고, 아래 공급망 표에서 그 부품을 만드는 기업이 강조됩니다. 3D를 열지 않아도 부품 버튼으로 같은 설명을 볼 수 있습니다.

교육용 예시 · 제조사 내부 설계가 아닙니다

부품을 하나 골라 보세요.

03 · 원리

어떻게 움직이나

배터리 팩의 가장 작은 단위는 셀입니다. 셀 하나의 공칭 전압은 화학 조성이 정해서, 한 배터리 안내 자료로는 리튬이온 3.6 V, 리튬인산철 3.2 V, 리튬티탄산 2.4 V입니다. 한 칩 회사의 설계 안내는 휴머노이드가 보통 공칭 48 V 배터리를 쓴다고 적어서, 셀을 줄줄이 잇습니다. 직렬로 이으면 전압이, 병렬로 이으면 용량(Ah)이 더해지고, 셀 4개를 직렬로 이은 줄을 2줄 병렬로 놓으면 "4s2p"라고 씁니다. G1의 공식 사양은 배터리를 13직렬 리튬 배터리로 적고, 분해 보고서는 정격 전압을 46.8 V로 적습니다. 46.8 V를 셀 13개로 나누면 셀 하나에 3.6 V로 리튬이온 셀의 공칭 전압과 맞습니다. 셀 종류(공칭 전압)를 알면 직렬 수로 팩 전압을 어림할 수 있습니다.

팩에 담긴 에너지(Wh)는 전압(V)에 용량(Ah)을 곱한 값입니다. G1은 이 두 숫자의 근거가 나뉩니다. 공식 사양은 용량을 9,000 mAh로만 적고 공칭 전압과 Wh는 밝히지 않으며, 증권사 분해 보고서는 정격 46.8 V에 전력량 420 Wh로 적습니다. 공식 용량 9 Ah에 분해 보고서의 전압을 곱하면 약 421 Wh로, 분해 보고서의 값과 거의 같습니다. 근거가 다른 두 숫자도 곱셈 하나로 서로 맞는지 확인해 볼 수 있습니다.

셀을 묶기만 해서는 팩이 되지 않습니다. 직렬로 이은 셀 가운데 하나가 약하면 묶음 전체가 그 셀에 맞춰져서, 한 배터리 안내 자료는 배터리가 가장 약한 고리만큼만 강하다고 설명합니다. 그래서 BMS가 셀 묶음마다 전압을 재고 여러 곳의 온도를 살피며, 위험하면 전류를 끊고 벌어진 셀을 맞춥니다. 예를 들어 한 배터리 감시 칩은 직렬 셀 3~16개를 재고 셀 전압을 보통 10 mV보다 작은 오차로 읽습니다. 셀 모양은 담는 양과 단단함 사이의 선택입니다. 원통형은 단단한 캔이 높은 내부 압력을 버티지만 사이에 빈틈이 남고, 파우치형은 부피의 90~95%까지 채우는 대신 부풀 여유를 둬야 합니다. 원통형 셀을 파는 한 셀 제조사는 자사 제품을 소개하는 글에서, 단단한 캔이 안전에 유리해 휴머노이드에서 원통형 셀이 주목받는다고 설명합니다. 위 3D에서 두 방식을 바꿔 보세요. 3D의 셀 수와 배치는 교육용 예시라, 실제 로봇 팩의 구성을 그린 것이 아닙니다.

세 로봇이 밝힌 배터리 정보는 깊이가 다릅니다(공개·보도 기준). 세 로봇 모두 한 대에 팩 하나를 몸통에 넣었습니다. G1은 공식 사양상 빠르게 빼서 바꾸는 스마트 배터리이고, 분해 보고서는 BMS 안에 온도를 재는 서미스터가 있다고 적었지만 셀 형식과 셀 제조사는 어느 쪽에도 없습니다. 옵티머스(2022 시제품)는 2.3 kWh·공칭 52 V 팩을 몸통 가운데에 두고, 감지·퓨즈·충전 관리를 맡는 전자 장치를 팩 안 기판 하나에 모았다고 발표했습니다. Figure 03의 F.03 배터리(2.3 kWh)는 몸통에 들어가고, BMS도 피규어가 직접 만들었습니다. 피규어는 1세대 F.01의 배터리를 몸 바깥 배낭에 넣었다고 설명해, 세대를 거치며 팩을 몸 안으로, 몸의 뼈대 쪽으로 들인 셈입니다.

비유

배터리 팩은 리모컨에 건전지 여러 개를 한 줄로 넣는 것과 닮았습니다. 건전지를 한 줄로 이어 넣을수록 전압이 더해지듯, 셀을 직렬로 더 이을수록 팩 전압이 높아집니다. 로봇 팩은 이런 줄을 여러 개 나란히 놓아 용량까지 키운 셈입니다.

비유가 맞지 않는 곳

리모컨은 건전지 하나가 약해도 조금 덜 켜질 뿐이지만, 리튬 셀은 하나만 너무 차거나 너무 비어도 수명이 줄고 위험해질 수 있습니다. 피규어도 자기 BMS가 과충전·과방전·과열·외부 단락을 막는다고 설명합니다. 리튬 팩은 셀마다 지켜보는 BMS가 붙어야 비로소 팩이 됩니다.

04 · 방식 비교

같은 일을 하는 다른 방식

크기·출력(전류)·관리 정확도·가격으로 본 방식 비교
방식크기출력(전류)관리 정확도가격쓰이는 곳
배터리 셀원통형은 18650·21700 같은 규격 캔 · 파우치는 얇은 판으로 부피의 90~95%까지 채움셀마다 다름 · 한 셀 제조사는 휴머노이드용 2170 원통형 셀을 용량 중심과 출력 중심으로 나눠 냄셀끼리 용량이 고르게 맞아야 함 · 가장 약한 셀이 묶음 전체를 정함셀 단가는 이 강의가 확인한 자료에 없음 · 팩 하나에 여러 개가 들어감G1(13직렬 리튬 · 셀 형식 미공개), 전기차, 전동공구
배터리 팩·BMS셀·버스바·BMS·냉각·케이스까지 한 덩어리 · 휴머노이드는 몸통 안에 넣음팩이 내야 할 전류는 전력 ÷ 전압 · 한 칩 회사 안내로는 4 kW 드라이브가 39 V에서 최대 출력을 낼 때 약 102 A를 씀감시 칩이 셀 전압을 10 mV 안쪽 오차로 읽는 제품도 있음셀 값에 회로·외함·조립과 안전 인증 시험이 더해짐세 로봇 모두 몸통에 팩 하나(G1 빠른 교체식, 옵티머스 2022 시제품, Figure 03 일체형)

산업용 팔에서는

많은 산업용 로봇 팔은 배터리 팩 없이 공장 전기로 움직입니다. 예를 들어 한 로봇 제조사는 자사 제어기가 380~480 V 교류 전기를 받고, 로봇 팔과는 케이블 하나로 이어진다고 설명합니다. 배터리로 움직이는 가까운 이웃은 전동공구와 전기차입니다. 한 전동공구용 18 V·8 Ah 팩은 약 144 Wh에 무게가 1 kg이 안 되고, 한 고성능 전기차는 84.0 kWh 배터리를 싣습니다. 휴머노이드 팩은 그 사이(G1 420 Wh는 분해 보고서, Figure 03 2.3 kWh)에 있으면서 몸통 안 좁은 자리에 맞춰 넣으면서 무게까지 줄여야 합니다. 한 셀 제조사도 휴머노이드용 셀에서 에너지 밀도와 가벼움을 앞세웁니다. 전동공구 팩처럼 빼서 바꾸는 방식(G1)도 있고, 외함이 몸통 뼈대 노릇을 하는 방식(Figure 03)도 있습니다.

05 · 공급망 표

누가 만들고, 한 대에 몇 개 들어가나

방식마다 부품을 만드는 기업과 상장 시장·종목 코드, 공개된 공급 관계를 모았습니다. 위에서 부품을 고르면 그 부품의 방식이 강조됩니다.

실시간 주가나 투자 추천이 아닌 사업 구조 학습 자료입니다.

어느 로봇에 납품하거나 쓰이는지는 ‘확인’ 표시가 붙은 공급 관계에서만 알 수 있습니다.

확인
공시나 공식 발표에 고객 이름이 나옵니다.
고객 미공개
회사가 고객 이름 없이 공식적으로 밝혔습니다.
보도
주요 언론·증권사 보도입니다. 매체와 날짜를 함께 적습니다.
방식별로 부품을 만드는 기업과 공개된 공급 관계
기업국가상장공급 관계
배터리 셀전기를 화학 에너지로 저장했다가 꺼내 쓰는 가장 작은 전지 한 개입니다. 원통형·파우치형·각형이 있고, 리튬이온 셀 하나는 공칭 3.6~3.7 V 안팎(가득 찼을 때 약 4.2 V)으로 전압이 낮아 로봇은 셀 여러 개를 이어 씁니다.쓰이는 곳
  • Unitree G1 몸통 분해 자료 출처분해 보고서와 공식 사양 모두 리튬 셀을 13단 직렬로 묶은 배터리로 적습니다. 셀 형식(원통형·파우치)과 셀 제조사는 어느 쪽에도 없습니다.
  • Figure 몸통 공식 자료 출처셀 자체가 UN·UL·IEC 안전 규격 인증을 받았고, 셀마다 단락에 대비한 내부 퓨즈 장치가 두 가지 있다고 설명했습니다. 셀 형식과 셀 제조사는 밝히지 않았습니다.
이 방식을 만드는 기업
LG에너지솔루션한국코스피 373220
  • 고객 미공개 2025년 4분기 실적 발표(2026-01-29)에서 로봇 시장의 주요 고객 6곳 이상에 원통형 배터리를 공급하고 있고, 휴머노이드와 사족 보행 로봇 같은 분야의 선도 기업들에 하이니켈 NCM 2170 원통형 셀을 공급하고 있다고 밝혔습니다. 고객 이름과 공급 물량·금액, 어느 로봇에 쓰이는지는 밝히지 않았습니다. 출처 · LG에너지솔루션 2025년 4분기 실적 발표 속기록(2026-01-29)
삼성SDI한국코스피 006400이 자료에 실린 공급 관계 없음
파나소닉 에너지일본모회사 Panasonic Holdings · 도쿄 6752이 자료에 실린 공급 관계 없음
배터리 팩·BMS셀 여러 개를 직렬·병렬로 묶어 필요한 전압과 용량을 만든 덩어리(팩)와, 셀마다 전압·온도를 지켜보며 충전·방전을 관리하는 회로(BMS)를 함께 가리킵니다. BMS 안에는 셀 전압을 재는 감시 칩이 들어갑니다.쓰이는 곳
  • Unitree G1 몸통 분해 자료 출처분해 보고서는 빠른 교체식 배터리가 몸통의 배터리 칸에 꽂히고(그림 18 사진), 배터리 BMS 안에 온도를 재는 NTC 서미스터가 있다고 적습니다. 공식 사양도 이 배터리를 빠른 교체식 스마트 배터리로 적지만 위치는 밝히지 않습니다.
  • Tesla Optimus 몸통 공식 자료 출처2022 시제품은 몸통 가운데에 배터리 팩을 두고, 감지·퓨즈·충전 관리·전력 분배를 맡는 배터리 전자 장치를 팩 안의 기판(PCB) 하나에 모았다고 발표했습니다(32:20~32:58). 차량·에너지 제품의 기술을 가져와 생산을 단순하게 하고 냉각·배터리 관리·안전 기능을 담았다고 설명했습니다.
  • Figure 몸통 공식 자료 출처F.03 배터리는 몸통에 넣은 일체형으로, 강철·다이캐스트 알루미늄 외함이 몸통 구조의 일부를 맡는다고 발표했습니다. 직접 만든 BMS가 센서·스위치·퓨즈로 과충전·과방전·과열·외부 단락을 막고, 배터리 시스템은 자체 공장(BotQ)에서 설계·생산한다고 밝혔습니다.
이 방식을 만드는 기업
파나소닉 에너지일본모회사 Panasonic Holdings · 도쿄 6752이 자료에 실린 공급 관계 없음
텍사스 인스트루먼트미국나스닥 TXN이 자료에 실린 공급 관계 없음
아날로그 디바이스미국나스닥 ADI이 자료에 실린 공급 관계 없음
인피니언독일독일 IFX이 자료에 실린 공급 관계 없음

로봇 한 대에 들어가는 수

강의마다 세는 대상이 다르니 숫자 옆 설명을 함께 보세요. 공개되지 않은 값은 미공개로 둡니다.

공급망 지도에서 전체 보기이 강의의 기업 모아 보기

06 · 투자자 관점

무엇이 이익이 되고, 무엇이 과대 해석인가

배터리 셀은 이미 전기차와 전동공구에도 들어가는 제품이라, 셀 회사 입장에서 휴머노이드 한 대는 아주 작은 주문 단위입니다. 한 전기차의 84.0 kWh 배터리면 Figure 03의 2.3 kWh 팩 36개를 넘게 채웁니다. 그래서 로봇 대수가 늘어도 셀 회사 매출에서 로봇의 몫은 따로 확인해야 합니다. 팩과 BMS는 로봇 회사가 직접 만들기도 합니다. 피규어는 BMS를 직접 만들고 배터리 시스템을 자기 공장에서 설계·생산한다고 밝혔고, 테슬라는 차량·에너지 제품의 기술을 가져와 팩 전자 장치를 기판 하나에 모았다고 발표했습니다. 이런 회사에서는 바깥 회사가 팔 자리가 셀이나 감시 칩 같은 낱개 부품으로 좁아질 수 있습니다. 공급망 표에 실린 셀 회사도 실적 발표에서 로봇 고객 6곳 이상에 원통형 셀을 공급한다는 데까지만 밝혔으니, 다음 실적 발표에서 고객 이름이나 로봇용 매출이 따로 나오는지가 지켜볼 점입니다.

07 · 뉴스 해부 연습

이 기사, 무엇을 더 확인할까

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학습용 가상 뉴스

배터리 업체 D사, "휴머노이드용 고출력 원통형 셀 공급 시작"… 고객·물량은 비공개

08 · 퀴즈와 다음 부품

세 문제로 확인하기

세 문제를 모두 맞히면 이 강의를 완료로 기록합니다.

  1. 셀을 직렬로 더 이으면 팩에서 무엇이 커지나?

  2. G1 공식 사양의 9,000 mAh에 분해 보고서의 정격 46.8 V를 곱하면 에너지는 약 얼마인가?

  3. BMS가 하는 일로 옳은 것은?

다음에 뜯어볼 부품

다음 강의에서는 이 팩으로 로봇이 몇 시간이나 움직일 수 있는지, 배터리 용량과 평균 소비 전력으로 전력 예산을 직접 셈해 봅니다.