🔋테슬라 모델 S 배터리 팩 분석 / BMS-U008 에러 분해편

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연구원 여러분,
오늘은 조금 특별한 차량을 다뤄봤습니다.

입고된 차량은 2019년식 Tesla Model S.
계기판에는 BMS u008 에러 가 표시되며 주행이 완전히 불가능한 상태였습니다.

이 에러는 BMS가 고전압 팩 내부에서 이상 징후를 감지했을 때 발생합니다.
정확히 어떤 모듈이 문제인지 알기 어려워서,
팩 전체를 분해하며 내부 상태를 직접 확인하기로 했습니다.

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1. 차량 및 배터리 팩 기본정보

항목	내용
차량	Tesla Model S (2019)
배터리 팩 용량	100 kWh
모듈 구성	16 Modules (6s × 86p = 516 Cells / Module)
총 셀 수	8 256 Cells
전압 체계	정격 ≈ 350 V / 최대 ≈ 403 V (96s)
모듈 정격 전압	22.8 V / 최대 25.2 V
모듈 에너지	약 6.3 kWh
팩 중량 (참고)	약 600 kg

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2. 에러 상태 및 점검 배경

해당 차량은 주행 중 갑자기 출력이 차단되며 BMS u008 에러가 발생했습니다.
충전량은 35 % 정도였지만, 로그 분석 결과 모듈 간 전압 편차가 감지되었습니다.

분해 전 측정한 모듈 전압은 22.05 V (≈ 3.675 V/셀) 수준,
모듈 간 편차는 약 0.06 V였습니다.
이 수치는 절대적으로 크지 않지만, 테슬라의 BMS는 아주 보수적인 로직을 사용하기 때문에
이런 편차도 출력 차단의 트리거가 됩니다.

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3. 분해 과정 및 사진 기록

(1) 차량 하부 및 내부 분리

차량 하부 패널과 실내 바닥을 모두 제거해 배터리 팩 고정 볼트를 노출시켰습니다.
팩 분리를 위해 리프트 장비를 이용해 하체에서 분리 작업을 진행했습니다.

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(2) 팩 분리 및 하강

팩은 리프트를 이용해 조심스럽게 내렸습니다.
무게가 약 600 kg에 가까워, 중심 균형을 잡는 것이 가장 중요했습니다.

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(3) 커버 볼트 제거 및 실런트 절단

커버를 열기 전 모든 볼트를 하나씩 정리하고, 실런트를 얇게 절단해 커버를 조심스럽게 분해합니다.
팩의 실란트가 너무 강하게 붙어있어 분해하는데 많이 힘들었네요..

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(4) 커버 제거 및 내부 노출

커버를 살짝 들어 올리자 셀 어레이가 바로 보입니다.
모듈 양쪽 끝단에 배치된 냉각 채널 과 주황색 버스바 커버가 눈에 띕니다.
실제로 이 레이아웃은 열 분포를 균일하게 만드는 역할을 합니다.

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(5) 내부 모듈 및 냉각 라인 확인

상부의 배터리 커버만 분해한 사진

분해해보니 진짜 와~ 소리 나오더군요… 엄청난 배터리셀 숫자… 테슬라의 배터리팩 가격이 이해가 되는 순간이었습니다..

전체 16개 모듈이 격자 패턴으로 배치되어 있으며,
각 모듈 하단면에 냉각 라인이 교차되어 있습니다.
열 분포는 균일했고, 셀 팽창이나 변형 흔적은 없었습니다.

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4. 결과 및 분석

• 모듈 전압 편차 : 최대 0.06 V
• 평균 모듈 전압 : 22.05 V (3.675 V/셀)
• 추정 불균형 원인
  • 급가속 · 급감속 패턴 → 셀 열 스트레스 누적
  • 초기 셀 불량 또는 로트 편차
  • 내부저항 불균일로 인한 전압 회복 속도 차이

팩을 분해해 직접 측정해보니 수치상으론 아주 미세한 차이지만,
테슬라 BMS는 이런 부분을 굉장히 민감하게 감지합니다.
특히 급가속과 감속이 반복되는 차량의 경우 셀별로 열이 쌓이는 정도가 달라지고,
그게 장기적으로 전압 회복 속도 차이로 이어집니다.

또 셀을 처음 조립할 때부터의 미세한 제조 편차(로트 차이)도 무시할 수 없습니다.
모든 셀이 완벽히 동일하게 움직이지 않기 때문에,
시간이 지나면 내부저항이 조금씩 달라지고 충·방전 후 전압 안정화 곡선이 틀어집니다.

결국 이런 작은 오차들이 모듈 단위로 누적되면
BMS는 ‘한쪽 셀이 약하다’고 판단해 출력을 제한하게 됩니다.
겉보기엔 팩이 멀쩡하고 셀 팽창도 없지만,
시스템 입장에선 이미 전기적 균형이 깨진 상태인 셈입니다.

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5. 연구원 코멘트

오늘 테슬라 모델 S의 배터리 팩을 분해하면서,
역시 배터리의 기본은 ‘기초’와 ‘균형’이라는 사실을 다시 한 번 느꼈습니다.
팩이 아무리 크고 복잡해 보여도, 결국은 작은 셀 하나하나가 전체 성능을 결정하니까요.
그래서 이런 작업을 할수록 기본 구조와 원리를 꾸준히 공부하는 게 얼마나 중요한지 실감합니다.

팩을 열어보면 언제나 흥미로운 점이 있습니다.
전압 균형이 무너지는 이유는 단 하나로 설명되지 않습니다.
급가속과 급감속, 온도 차이, 그리고 셀의 노화가 조금씩 쌓이면서
전류 흐름이 한쪽으로 몰리기 시작하죠.
테슬라의 BMS는 이런 미세한 변화를 놓치지 않고 감지해
주행을 멈추며 셀을 보호하려고 합니다.

이번 차량은 모듈 단위 셀 밸런싱과 전체 팩 점검을 마친 뒤
재조립 과정을 거칠 예정입니다.
밸런싱이 안정화되면, 실주행 테스트로 결과를 직접 검증할 계획입니다.

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⚠️ 안내

본 기록은 Sensloop Lab 연구 및 교육 목적으로 작성된 리페어 로그입니다.
고전압 배터리 시스템 작업은 안전 장비와 전문 교육 이수 후 진행해야 합니다.

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