원통형 셀 사이를 폼으로 채운 BMW 팩, 그 빈틈은 누구의 권리 범위일까?

2026년 10월 1일, BMW가 독일 바이에른 주 이를바흐-슈트라스키르헨에서 약 10억 유로를 들인 6세대(Gen6) 고전압 배터리^[1] 공장을 정식으로 열었다고 발표했다. 신형 i3에 들어갈 팩이 이곳 두 라인에서 하루 수백 개씩 나온다. BMW가 설명한 공정을 순서대로 세면 일곱 단계인데, 그 가운데 내 눈에 걸린 것은 네 번째, 셀 사이를 폼으로 굳히는 단계다. BMW는 이 폼이 안전성과 안정성, 내구성을 지킨다고만 적었다. 재료가 무엇인지, 열을 막는 일도 하는지, 굳은 팩을 나중에 열 수 있는지는 밝히지 않았다. 그런데 셀과 셀 사이의 빈 공간을 채우는 일은 BMW 자신과 리비안이 이미 특허 청구항 1에 적어 둔 영역이다.

민트색으로 칠한 곳이 폼이다(그림 1). 원통형 셀을 세워 놓으면 둥근 몸통 사이에 어쩔 수 없이 빈틈이 남고, 공장은 그 틈을 굳는 재료로 채운다.

이를바흐-슈트라스키르헨 두 라인에서 나오는 일곱 단계

BMW 보도자료(2026-10-01)에 따르면 이 공장은 2024년 4월에 착공해 2026년 3월에 첫 사전 양산(pre-series) 배터리를 내놓았고, 두 라인에서 두 교대로 하루 수백 개의 배터리를 만든다. 부지는 60헥타르, 생산 면적은 50,000제곱미터이며 로봇이 약 500대, 완전 가동 때 직원이 약 1,600명이다. 배터리 한 개마다 3,500개가 넘는 데이터를 기록한다고 한다. 하루 생산량은 ‘수백 개’라고만 적혀 있어서 GWh로 바꿔 볼 숫자는 발표에 없다.

같은 방식의 Gen6 조립 공장은 헝가리 데브레첸, 중국 선양, 미국 우드러프, 멕시코 산루이스포토시에도 있다. 이번 공장의 첫 물량은 뮌헨 공장에서 만드는 신형 i3로 간다. 셀을 어느 회사가 만드는지는 보도자료에 ‘선도적인 셀 제조사’라는 말뿐이고 이름이 없다.

보도자료는 입고한 셀의 전압을 확인하는 검사로 공정이 시작된다고 적고, BMW가 자체 개발한 인공지능 도우미와 에이전트가 조립 중에 모은 데이터를 분석해 설비 종합 효율(OEE)을 높인다고 설명한다. 이 입고 검사가 첫 번째다. 보도자료는 단계 수를 세지 않으며, 일곱은 설명 순서를 따라 내가 센 값이다. 외부 매체 가운데에는 입고 검사를 빼고 여섯 단계로 세는 곳도 있다.

설명 순서대로 놓으면(그림 2) 이렇다. 입고 검사를 마친 셀을 냉각기에 이어 묶음^[2]을 만드는데, 보도자료는 이 단계가 최적의 절연과 냉각을 보장한다고 적었다. 이어서 묶음과 셀 접촉 시스템은 레이저로 닦은 뒤 용접하며, 그다음에 폼을 넣는다. 하우징을 닫고 밀봉해 리벳으로 고정하고, 중앙 제어 장치인 에너지 마스터^[3]를 얹으며, 라인 끝에서 모든 배터리를 하나도 빼지 않고 검사한다. 밀봉용 영구 탄성 접착제는 에너지 마스터 설치 뒤에 언급되는데, 흐름도에는 넣지 않았다.

일곱 단계에서 용접과 폼의 순서가 눈에 들어온다. 용접이 먼저이고 폼이 그다음이므로, 내 추론으로는 용접 자리의 확인이 폼이 들어가기 전에 끝나야 한다. 폼이 용접 자리까지 덮는지, 굳은 뒤에 그 자리에 손이 닿는지는 자료에 적혀 있지 않다. 폼이 따로 한 단계를 차지하는 이유는 셀을 세우는 방식에서 출발한다.

원통 대열의 삼각 빈틈과 폼이 맡은 일

원통형 셀^[4]을 팩 바닥에 세워 놓고 위에서 내려다보면 둥근 원이 줄지어 있다. 아무리 촘촘히 세워도 원과 원 사이에는 삼각형에 가까운 빈틈이 남는다. 각형 셀은 면과 면이 맞닿아 빈틈이 거의 없지만 원통은 모양이 그렇게 되지 않는다. BMW가 Gen6에서 고른 셀은 원통형이고, 셀을 모듈 없이 하우징에 바로 넣는 셀-투-팩^[5] 방식이다(BMW 보도자료, 2025-02-21).

빈틈이 얼마나 되는지는 간단히 셈해 볼 수 있다. 가정은 둘이다. 원통의 지름이 모두 같고 셀끼리 서로 닿게 세운다. BMWBlog는 Gen6 셀의 지름을 46mm로 전하지만, 아래 비율은 지름에 상관없이 같다. 원 하나의 면적은 π/4×d²이고, 정삼각형 격자에서 원 하나가 차지하는 칸의 면적은 (√3/2)×d²이므로 셀이 차지하는 비율은 π/(2√3)로 약 90.7퍼센트다. 정사각형 격자라면 π/4로 약 78.5퍼센트다. 어느 쪽이든 단면의 9.3퍼센트에서 21.5퍼센트는 셀이 아닌 빈틈이고, 실제 팩에는 냉각기와 하우징 벽 때문에 이보다 틈이 더 생긴다.

패딩 점퍼를 떠올리면 쉽다. 퀼팅 박음질로 칸을 나눈 패딩은 솜이 칸 안에서만 움직이고, 칸막이 없이 솜을 통으로 넣은 패딩은 한쪽으로 쏠리기 쉽다. 모듈이 칸막이에 해당하고, 셀-투-팩은 칸막이를 없애는 대신 솜을 눌러 붙잡는 쪽이다. 비유가 맞지 않는 곳은 쏠림의 대가다. 패딩은 솜이 몰려도 불편할 뿐이지만, 팩에서는 셀 하나의 이상 발열이 이웃으로 번지는 열 전파^[6]가 안전의 문제가 된다.

여기에 BMW가 팩-투-오픈바디^[7]라 부르는 구조가 더해진다. BMW는 배터리가 차체의 구조 부품 역할을 한다고 설명하고(2025-02-21 보도자료), BMWBlog는 윗면이 열린 채로 만든 차체에 팩을 올리면 팩이 바닥이 된다고 풀어 전한다. 팩이 차체의 일부가 되면 셀은 전기를 담는 일 말고도 차체와 함께 하중과 진동을 받는다. 7월에 쓴 셀-투-바디 글은 같은 문제를 접착면 쪽에서 풀었다. 이번 Gen6는 셀 사이 공간을 채우는 쪽에서 푼다.

그림 3에서 민트색 면이 폼이다. BMW는 경화한 폼이 고전압 배터리의 안전성과 안정성, 내구성을 지킨다고 적었고, 폼이 모든 구성 요소를 하나의 기계적 단위로 보호한다고 설명했다(2026-10-01). 열을 막는다는 말은 그 설명에 없다. 같은 보도자료가 앞 단계인 셀 묶음에는 절연과 냉각을 붙였다는 점도 눈에 띈다. 폼이 열 전파를 늦추는지는 BMW 자료만으로 판단할 수 없다.

기계적 고정 쪽은 도시락통에 김밥을 세로로 빽빽이 세워 담는 장면과 닮았다. 김밥 사이를 굳는 재료로 메우면 통을 흔들어도 덩어리째 움직인다. 대신 한 줄만 꺼내 먹기는 어려워진다. 비유가 어긋나는 곳은 둘이다. 김밥은 한 줄이 상해도 옆으로 번지지 않지만 셀은 번질 수 있고, 김밥에는 서로 이어진 용접 자리나 냉각기가 없다.

Gen5에서 Gen6로 바뀐 숫자는 셀 층의 숫자인가 차량 층의 숫자인가

BMW가 밝힌 Gen6 숫자는 2025년 2월 21일 발표와 2026년 10월 1일 발표에 나뉘어 있다. 같은 퍼센트라도 무엇과 견준 값인지에 따라 뜻이 달라져서, 그림 4에는 기준을 한 칸 따로 두었다.

항목	견준 기준	값	층	발표일
에너지 밀도	Gen5 각형 셀	+20 %	셀	2025-02-21
Wh당 CO2e	Gen5 셀	약 −33 %	셀	2026-10-01
에너지 손실	Gen5 대비 (구동 계통 맥락, 정확한 대상 미확정)	−40 %	차량	2025-02-21
비용	Gen5 대비 (정확한 대상 미확정)	−20 %	차량	2025-02-21
무게	Gen5 대비 (정확한 대상 미확정)	−10 %	차량	2025-02-21
충전 속도	보도자료에 기준 미기재 (BMWBlog는 Gen5 대비로 서술)	+30 %	미기재	2025-02-21
i3 50 xDrive First Edition 배터리 용량	차량 사양	108.7 kWh	차량	2026-10-01
같은 차의 항속거리	시험 방식 WLTP[8]	최대 906 km	차량	2026-10-01
같은 차의 DC 충전	ISO 12906, WLTP 주행 환산	최대 400 kW · 10분에 423 km	차량	2026-10-01

표에서 셀 층의 숫자는 에너지 밀도 20퍼센트 증가와 Wh당 CO2e 약 33퍼센트 감소 둘뿐이고, 에너지 손실 40퍼센트, 비용 20퍼센트, 무게 10퍼센트 감소는 차량이나 구동 계통을 두고 한 말로 읽히며, 견준 대상의 정확한 표현은 확정하지 못했다. 충전 속도 30퍼센트 증가는 보도자료에 기준도 층도 적혀 있지 않다. i3의 108.7 kWh와 906 km, 400 kW는 시험 방식이 붙은 완성차 값이라 셀이나 폼과 곧바로 이어 붙일 수 없다. Wh당 CO2e 감소는 코발트, 리튬, 니켈의 일부를 재생 원료로 쓴 셀과 함께 소개되지만, 감소분이 항목별로 얼마인지는 확인하지 못했다.

BMW가 밝힌 Gen6 변화율의 크기 (%, 견준 기준은 항목마다 다름)

차량·구동 계통 에너지 손실 (−)40

셀 Wh당 CO2e (−)약 33

충전 속도 (+, 기준 미기재)30

셀 에너지 밀도 (+)20

차량 비용 (−)20

차량 무게 (−)10

그림 5에서 가장 긴 막대인 40퍼센트는 셀의 값이 아니다. 폼 단계가 있는 팩 층의 숫자, 이를테면 폼을 넣기 전후의 열 전파 시험 결과나 팩 무게 가운데 폼의 비중은 내가 읽은 BMW 보도자료와 BMWBlog 기사에서 찾지 못했다.

셀 사이 공간을 청구한 두 문서, BMW US12555843B2와 리비안 US12542330B2

Google Patents에서 BMW, 원통형, 폼·포팅, 냉각이라는 말을 조합해 찾은 미국 등록 특허 가운데 셀 사이 공간의 처리를 청구항 1에 직접 적은 두 건을 골랐다. 하나는 BMW 자신의 US12555843B2, 다른 하나는 리비안의 US12542330B2다. 두 건이 Gen6 팩과 일치한다는 근거는 내게 없고, 비교 대상으로 놓았을 뿐이다.

US12555843B2는 BMW(Bayerische Motoren Werke AG)가 2021년 3월 2일에 출원해 2026년 2월 17일 미국에서 등록받았다. 청구항 1은 물건 청구항^[9]으로, 셀 여러 개와 그 사이에 놓인 냉각판을 요구한다. 냉각판 가운데 하나 이상은 냉각면과 단열면을 갖고 냉각면의 열전도율이 단열면보다 높아야 한다. 셀이 한 층으로 놓이면 셀 사이 공간을 열을 막는 재료로 채워 이웃한 셀 사이를 열적으로 절연해야 한다.

US12542330B2는 리비안 IP 홀딩스(Rivian IP Holdings LLC)가 2024년 4월 19일 출원해 2026년 2월 3일 등록받았다. 청구항 1은 셀을 꽂는 구멍이 뚫린 셀 캐리어, 구멍 안쪽 벽에서 셀 옆면을 붙이는 제1 접착제, 셀 윗높이에서 캐리어 부분까지 이웃한 셀 사이로 뻗는 포팅^[10] 재료를 요구한다. 제1 접착제는 포팅 재료와 달라야 하되 호환돼야 한다. 여기에 냉각판^[11]과, 제1 접착제와 다른 제2 접착제로 셀 바닥을 냉각판에 붙이는 구성이 더해진다.

구성요소	BMW Gen6 공개 자료 (2026-10-01)	US12555843B2 청구항 1	US12542330B2 청구항 1
청구항의 종류	해당 없음 (보도자료)	물건 청구항	물건 청구항
셀을 붙잡는 방식	셀을 냉각기에 연결해 묶음을 만듦	셀 사이에 냉각판을 배치	구멍이 뚫린 셀 캐리어에 셀을 꽂음
셀 사이 빈 공간	폼 주입 단계 있음, 재료 미공개	열을 막는 재료로 채움 (한 층 배치일 때)	포팅 재료가 이웃한 셀 사이로 뻗음
채우는 재료의 일	안전성·안정성·내구성, 기계적 단위로 보호	이웃한 셀 사이의 열 절연	내가 읽은 범위에서 기능 서술 없이 위치와 접촉 관계를 규정
접착제	밀봉을 위한 영구 탄성 접착제 언급, 폼과의 관계는 서술 없음	청구항 1에 없음	서로 다른 접착제 둘, 포팅 재료와 호환
냉각 부품	셀 묶음 단계에서 냉각기에 연결, 이 단계가 절연과 냉각을 보장한다고 적음, 구조 미공개	냉각면과 단열면을 가진 냉각판 (하나 이상)	셀 바닥을 냉각판에 접착

표의 ‘BMW Gen6 공개 자료’ 열이 BMW가 Gen6에 대해 공개한 내용이다. 세 열을 나란히 놓으면 눈에 띄는 차이가 있다. US12555843B2의 청구항 1은 셀 사이를 채우는 재료에 열 절연이라는 기능을 요구한다. Gen6 보도자료의 폼은 기계적 보호와 안정이라는 기능으로만 서술돼 있다. 리비안 청구항 1은 내가 읽은 문언 기준으로 채우는 재료의 기능은 묻지 않고, 위치와 접착제 조합을 요구한다.

‘열적으로 절연한다’는 요구는 재료의 이름보다 기능을 규정한다. 같은 폼이라도 열전도율이 낮아 이웃한 셀 사이의 열 흐름을 실제로 막는다면 이 구성요소를 채울 가능성이 있고, 구조 고정용으로 밀도를 높인 폼이라면 달라질 수 있다. 내 읽기로는 그래서 폼 재료의 열전도율과 시험 조건이 적힌 사양서가 BMW의 청구항을 검토할 때 가장 먼저 필요한 서류다.

청구항 1은 구성요소의 목록이어서, 목록의 항목을 하나라도 갖추지 못한 제품은 문언상 그 청구항 밖에 있다. 폼이 들어 있다는 사실만으로 어느 청구항에 걸리지 않는 이유다. 표가 줄마다 요소를 따로 적은 것도 이 때문이다.

청구항 구성요소를 하나씩 짚으면 빠져나갈 길도 보인다. US12555843B2에서는 냉각판 가운데 하나 이상이 냉각면과 단열면을 갖고 셀 사이 공간이 열을 막는 재료로 채워져야 한다. 단열면이 없는 판만 쓰거나, 채우되 열 절연이 아닌 구조 고정으로 한정하거나, 한 층 배치에서 셀 사이를 비워 두면 청구항 1의 문언에서는 벗어난다. US12542330B2에서는 구멍 뚫린 셀 캐리어, 서로 다른 두 접착제, 셀 윗높이부터 캐리어까지 닿는 포팅 재료가 모두 있어야 한다. 접착제를 한 종류로 줄이거나 캐리어 없이 폼을 부으면 문언 침해를 피할 가능성이 있다. 다만 미국에서는 균등론^[12]으로 문언 밖의 구성이 같은 범위로 읽힐 여지가 있어서, 요소 하나를 뺀 것만으로 안전하다고 말할 수 없다. 실제 FTO(침해 여부 검토)에는 완성품 도면과 폼 재료 사양서가 필요한데, 둘 다 내게 없다.

두 건의 등록 기록은 Google Patents 화면에서 2026년 10월 10일에 확인했다. 연장, 무효심판, 소송 기록은 조회하지 않았다. 셀 사이 폼을 청구한 다른 출원인이나 BMW의 다른 계열 특허가 따로 있을 수 있고, 내가 확인한 것은 위 두 건뿐이다.

굳은 폼 앞에서 재사용과 재활용이 마주치는 자리

폼이 굳은 팩은 열기 어려울 수 있다는 점이 내게는 가장 걸린다. BMW는 하우징이 닫혀 밀봉되고 리벳으로 고정된다고 적었고, 열 수 있는지와 셀 하나를 갈아 끼울 수 있는지는 적지 않았다. 낙관할 근거는 분명하다. BMW는 셀을 모듈 없이 팩에 직접 넣는 방식을 쓰고(2025-02-21), BMWBlog는 이를 에너지 밀도 상승과 무게 감소로 연결해 전한다. 같은 조립 방식의 공장은 다섯 곳이다. 우려는 그 반대편에 있다. 폼 팩이 늘어날수록 열 수 없는 팩도 함께 늘어난다.

그 경우 9월 29일에 쓴 재사용 글의 방식, 곧 팩을 열지 않고 통째로 쌓아 쓰는 길이 선택지가 아니라 사실상 유일한 길이 될 가능성이 있다. 재활용 쪽 사정도 비슷하다. Encory가 짓고 운영하는 살힝(Salching)의 셀 재활용 센터는 2025년 12월부터 돌아가고 방법의 지식재산권은 BMW가 갖지만, 폼 팩이 이곳에서 어떻게 해체되는지는 BMW 보도자료에 없다.

폼의 역할을 열 절연과 기계적 고정으로 나누어 사양서에 적어 두면, 앞의 두 청구항과 어디서 겹치고 어디서 비켜 가는지를 구성요소 단위로 따질 수 있다. 정비 접근 영역을 도면에 남기는 일도 같은 이유로 쓸모가 있다. 폼을 넣지 않는 구역이나 폼을 떼어 낼 수 있는 구역을 정해 두면 재사용과 재활용 어느 쪽 길도 완전히 막히지 않는다.

나는 BMW가 폼의 일을 ‘기계적 일체화’로만 적은 것을, BMW 자신의 US12555843B2 청구항 1이 요구하는 ‘열 절연’과는 다른 층의 이야기로 읽는다. 근거의 하나는 보도자료가 셀 묶음 단계에는 절연과 냉각을 붙이고 폼에는 안전·안정·내구만 붙였다는 점이고, 다른 하나는 Google Patents에서 확인한 청구항 1 문언이다. 폼의 재료와 열전도율을 밝힌 기술 문서가 나오거나 후속 출원 청구항이 폼의 단열을 적는다면 이 판단은 바뀐다. 그때는 BMW의 청구항과 Gen6 팩이 같은 자리를 겨냥하는지를 다시 따져야 한다.

팩 설계나 IP 업무를 맡고 있다면, 그림 6 표의 ‘구성요소’ 열 항목을 자사 팩 도면의 ‘셀 사이 공간’ 항목에 그대로 대 보는 일부터 권한다. 어떤 재료가 어느 위치에 들어가고 그 재료의 문서상 역할이 무엇인지 적은 다음, US12555843B2와 US12542330B2의 청구항 1을 한 줄씩 대조하면 된다. 폼 재료의 열전도율을 사양서에서 찾을 수 없다면 그 빈칸이 검토의 첫 질문이 된다.

이 글은 기술과 특허 정보를 풀어 쓴 해설이다. 투자 권유나 법률 자문이 아니고, 특정 제품의 침해 여부는 전문가 검토를 거쳐야 한다. 특허의 권리 범위와 분쟁 결과는 가능성으로만 적었다.