현대모비스, 전기차 배터리 ‘셀 단위 소화’ 기술 개발

현대모비스가 전기차 배터리셀 발화 시 소화 약제를 자동 분사해 화재를 즉시 진압하는 배터리시스템 신기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 인접 셀로 열이 번지는 것을 차단해 열폭주를 사전에 막는 방식으로, 아직 전 세계적으로 상용화 사례가 없는 기술이라는 설명이다.

기존에는 내열 소재를 활용해 열 확산을 지연시키는 방식이 주를 이뤘다면, 현대모비스는 발화 단계에서 직접 진압하는 구조로 배터리시스템(BSA)을 설계했다. 유럽과 중국, 인도 등 주요 국가가 최초 발화 후 열폭주를 최소 5분간 지연하도록 규정하고 있고, 일부 국가는 열전이 자체를 방지하는 방향으로 기준을 강화하는 추세에 대응한 것이다.

BSA는 배터리관리시스템(BMS), 소화장치, 배터리 케이스 등 하드웨어와 이를 제어하는 소프트웨어 로직으로 구성된다. BMS는 센서를 통해 수집한 실시간 데이터를 기반으로 온도, 전압, 내부 압력을 분석해 이상 여부를 판단한다. 발화가 감지되면 소프트웨어가 분사 위치를 설정하고 소화장치 작동을 지시한다.

판단 로직에는 다중 안전장치와 이중화 알고리즘 구조가 적용됐다. 배터리시스템에서 발생 가능한 물리적 변화를 신속하고 정확하게 인식하도록 설계됐다.

배터리시스템 내부에는 일반 가정용 소화기(3.3kg)의 5배 수준에 달하는 소화약제가 탑재됐다. 해당 약제는 냉각·절연·침투 특성이 우수하며 환경과 인체에 무해한 성분으로 구성됐다.

현대모비스는 배터리케이스와 소화장치 등과 관련해 총 3종의 국내외 특허를 출원했다. 소화약제 배관 설계와 고압 분사 기술 등이 포함된다.

박용준 현대모비스 배터리시스템연구실장 상무는 “대형 전기차 확산으로 배터리 안전 기준이 강화되고 있다”며 “글로벌 기준을 상회하는 통합형 배터리시스템을 지속 개발해 시장에 선보일 것”이라고 밝혔다.

한편 현대모비스는 지난해 진동형 히트파이프 기반 신소재를 개발해 배터리 과열을 줄이는 기술도 선보였다. 알루미늄 합금과 냉매로 구성된 해당 소재를 배터리셀 사이에 적용해 급속 충전 시 발생하는 열을 효과적으로 낮추는 방식이다.