에너지저장장치(ESS) 화재 사고를 사전에 방지할 수 있는 기술이 개발됐다. 잇따른 화재사고로 논란이 되고 있는 ESS를 안전하게 사용할 수 있도록 해줄 것으로 기대된다. 정부는 ESS 대책으로 과전류 차단모듈 휴즈와 랙 휴즈 및 서지보호기(SPD) 설치를 권장하고 있다.

ESS·배터리 전문업체 인셀(대표 정창권)은 최근 배터리 화재발생 원인을 분석해 화재 예방뿐만 아니라 확산도 방지할 수 있도록 3단계에 걸친 화재 예방설계 기술을 적용해 안전성을 강화한 ESS를 개발했다고 13일 밝혔다.

인셀이 국내 최초로 3단계 화재예방·확산방지을 적용한 ESS 개발 개념도.

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ESS 화재는 리튬이온전지(LiB) 내·외부 스트레스로 발생한 열폭주가 주변 셀에 전이되면서 일어나는데 정부 대책은 화재 확산 방지에 초첨을 맞추고 있다.

인셀이 개발한 ESS 제품은 배터리에 가해지는 스트레스를 제거하기 위해 충전율을 낮추는 보수적 운영 알고리즘과 고온 등 가혹한 환경에도 견딜 수 있는 ESS 전용 소형 셀을 채용했다. 배터리 모듈 내부에는 습도센서를 부착해 결로나 습기에 의한 절연 저하로 발생할 수 있는 단락사고를 예방할 수 있도록 설계했다.

인셀이 개발한 화재예방·확산방지 ESS. 전이방지설계 실험을 실시한 모습.

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또 2단계로 모듈마다 오프가스 센서를 설치해 열폭주를 조기에 감지할 수 있도록 하고, 3단계로 열폭주가 발생하더라도 주변 셀로 전이 되지 않도록 불연소재로 셀을 보호해 연쇄 발화를 방지했다. 모듈과 배터리 함(랙)이 인접 모듈과 랙으로 화염이 확산이 되지 않도록 밀폐형으로 설계했다.

특히 인셀의 각 모듈 배터리 관리 시스템(BMS)에 탑재된 오프가스와 습도 센서는 위험 요소 발생 시 경고와 함께 시스템으로부터 배터리를 분리해 화재를 예방할 수 있다. 외국계 오프가스 감지 기술 제품보다 오작동 우려가 없어 신뢰성이 높고 BMS에 내장돼 별도 설치비용이 없다는 장점을 갖고 있다.

이 회사는 자체 ESS 열폭주 시험을 실시한 결과, 미국 시험인증기관 UL이 지난해 4월 열폭주 화재 확산 평가를 위해 강화한 UL9540A 시험 기준을 충족시키는 것으로 나타났다. 산업용뿐만 아니라 가정용, 선박용 등 다양한 ESS를 국내외에 공급할 계획이다.

정창권 대표는 “배터리 스트레스 요인을 근본적으로 제거하는 동시에 열폭주 조기 감지와 연쇄 발화 및 화재 확산을 방지할 수 있어 타사보다 안전대책이 더욱 강화된 제품”이라며 “열폭주 전용 시험장까지 마련해 제품개발 과정부터 열폭주 시험을 필수적으로 수행해 연쇄 발화와 화재확산이 되지 않도록 하고 있다”고 말했다.

인셀이 개발한 화재예방·확산방지 ESS. 화염방출방지 렉을 설치한 모습.

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광주=김한식기자 hskim@etnews.com

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