-배터리셀, 플루이드에 담가 직접 냉각
 -무선 BMS, 복잡성 줄이고 정확도 높여

 SK온이 배터리 화재 및 폭발 위험성을 낮출 수 있는 무선 BMS와 액침냉각 기술을 5일 코엑스에서 개막한 인터배터리 2025에서 공개했다. 

 액침냉각은 절연성 냉각 플루이드를 배터리팩 내부에 순환시켜 열을 방출하는 시스템이다. 냉매가 배터리 셀과 직접 접촉하기 때문에 공랭식이나 수랭식보다 온도 상승을 더 효율적으로 억제하는 게 특징이다. 

 특히 급속충전과 같은 고발열 환경에서도 배터리 셀의 온도를 일정 수준 이하로 유지한다. 열 폭주 현상도 방지할 수 있으며 자연스레 화재 및 폭발 위험도 크게 줄일 수 있다. 또한, 셀 간 온도 편차를 줄여 배터리 수명을 연장하는 효과까지 기대할 수 있어 전기차, 에너지저장장치(ESS), 데이터센터 등 다양한 산업 분야에서 주목받고 있다.

 SK온이 개발 중인 액침냉각 배터리 팩은 냉각 플루이드와 배터리 셀 간 접촉 면적을 극대화하는 최적 설계를 통해 냉각 효율을 높였다. 또한, 화재 발생 시 냉각 플루이드가 원활하게 공급되는 시스템을 구축하여 열 확산 방지 성능도 강화했다.

 이와 함께 SK온은 독자적인 무선 BMS 기술을 적용해 액침냉각 성능을 극대화할 계획이다. 기존 BMS는 금속 케이블과 커넥터를 사용해 배터리 정보를 모으는 방식이었으나 이는 배터리 팩 구조를 복잡하게 하고 공간 효율성을 저해하는 단점이 있었다. 특히 액침냉각 환경에서는 케이블이 냉각 플루이드의 흐름을 방해해 냉각 성능이 저하되는 문제가 있다.

 이를 해결하기 위해 SK온은 배터리 셀 탭에 무선 칩을 직접 부착하고 이 칩이 수집한 정보를 모듈 내 안테나가 BMS에 전송하는 방식을 개발했다. 별도 케이블이 없어 냉각 플루이드가 원활히 흐를 수 있으며 단순한 구조로 인해 물리적 안전성도 높아졌다. 또한 차 진동으로 인한 케이블 및 커넥터 결함 발생을 원천적으로 차단할 수 있어 제품 신뢰성도 한층 강화될 전망이다.

 무선 BMS 기술이 상용화되면 배터리 여권 도입과 확산도 가속화될 것으로 보인다. 무선 칩을 활용하면 각 배터리 셀의 생산 공정, 원산지, 사용 기간, 재활용 가능성 등을 쉽게 조회할 수 있다. 또한, 배터리 충전 상태(SOC), 잔존 수명(SOH), 출력 성능(SOP) 등의 데이터를 실시간으로 저장·관리할 수 있어 배터리의 전 생애 주기를 투명하게 관리하고 순환 경제 촉진에 기여할 것으로 기대된다.

 한편, SK온의 계열사 SK엔무브는 글로벌 액침냉각 시장에서 입지를 다지고 있다. 2023년 SKT와 협력해 데이터 센터 실증 평가에서 전력 소비를 37% 절감하는 성과를 냈으며 지난해에는 한화에어로스페이스와 공동으로 불에 타지 않는 ESS 액침냉각 제품 개발에 성공해, 선박용 ESS 화재 발생 가능성을 원천적으로 제거했다.

 박홍준 기자 hj.park@autotimes.co.kr