UL이 제시하는 전기차 배터리 평가 방법

흔하게 볼수 있는 전자기기에 들어있는 마크 중 하나인 UL 마크

 

UL : 1894년에 화재보험업 조합에 의해 설립된 비영리 시험기관으로 미국에서 넓게 인정되는 규격의 기관입니다. 1893년 시카고에서 열린 박람회에서 발생한 대화재를 계기로 화재보험 업자가 스폰서가 되어 설립되었습니다. 다양한 재료/기기에 대해 인체와 재산에 영향을 주는 위험 확인을 조사/시험을 통해, 규격의 작성, 인증작업을 실시하고 있습니다. 기본적으로 UL 인증제도는 임의적인 것임에도 불구하고, 많은 미국제 전기제품은 UL 인증을 취득하고 있습니다.

 

UL 규격 : 전기제품에 관한 화재 및 감전의 위험성을 배제하는 것을 목적으로 하고 있다. 

 

출처:SMC

미국에서 판매하는 재료 기기에 대한 인증으로 제품 외곽에 국내의 KC, 유럽의 CE 처럼 마크가 새겨져 있는것을 볼 수 있다. 

 

이런 규격단체 중 하나인 UL에서 전기차 배터리 인클로저 (PACK) 선별을 위한 TaG (Tourch and Grit)을 발표했다.

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EV 배터리는 일반적으로 차량 전체의 베이스를 덮는다. 배터리를 감싸는 데 사용되는 소재는 열폭주 스트레스를 견딜 수 있어야 한다. UL Solutions의 에릭 벌링턴은 “전기화가 증가함에 따라 열폭주가 자동차 산업에서 중대한 안전 문제가 되고 있고 열폭주 보호를 위해 최적의 인클로저 재료가 어떻게 사용되는지에 대한 관심이 높아지고 있다”며 “우리는 제조업체가 혁신적이고 신뢰할 수 있는 자동차 제품에 대한 시장의 요구를 충족시키면서 업계의 가장 복잡한 과제 중 하나를 해결할 수 있도록 지원하고 있다”고 말했다. 

배터리 인클로저 소재의 열 및 기계적 성능에 대한 테스트 방법인 UL 2596(2022. 1)은 EV 배터리 인클로저 소재를 평가하는 테스트 방법을 표준화한다. UL의 테스트 방법은 열폭주 시나리오를 시뮬레이션해 재료 성능을 평가한다. 평가에는 전체 배터리 어셈블리에 대한 테스트 재료 플레이크가 포함돼 수지 제조업체와 재료 공급업체의 테스트 비용 및 개발 시간이 단축된다. 또 재료 생산자가 재료 간 성능도 고려하면서 OEM 요구를 충족하는 솔루션을 제공할 수 있는 기회를 제공하기 위해 연구 개발 중 여러 공식을 선별하는 데 중점을 둔다.

TaG 테스트 방법은 2023년에 UL 2596에 추가돼 발표된다. 이 테스트 방법은 온도 및 기계적 마모 평가에 중점을 두고 열 폭주 이벤트에서 발견된 동적 응력을 선별한다. 또 온도, 기계적 마모 및 압력 요소 평가를 포함하는 시뮬레이션된 열폭주 시나리오에서 재료 성능을 엄격하게 테스트하기 위해 배터리 인클로저 열폭주(BETR) 평가를 개발했다. TaG는 소재 등급을 평가함으로써 대규모 시제품 제작 및 검증 테스트를 진행하는 데 필요한 소재의 수를 줄일 수 있다. 

응용 안전 과학 분야의 글로벌 리더인 UL Solutions는 100여 국가에서 안전, 보안 및 지속 가능성 문제를 고객을 위한 기회로 전환하고 있다. UL Solutions는 고객의 제품 혁신과 비즈니스 성장을 지원하는 소프트웨어 제품 및 자문 서비스와 함께 테스트, 검사 및 인증 서비스를 제공한다. UL 인증 마크는 제품에 대한 고객의 신뢰의 상징으로 인식되고 있으며 안전에 대한 사명을 발전시키려는 확고한 의지를 나타낸다.

출처: AEM (https://www.autoelectronics.co.kr)

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UL Solutins에서 제시하는 방법은 현재의 배터리팩 구조를 단순화 하여 배터리 팩 내부의 배터리에서 열폭주를 발생 시키고 발생한 열폭주에 대해서 재료/기기의 변화를 체크하는 절차로 되어 있다. 

 

전기차 판매량이 증가함에 따라 전기차 배터리의 안전성에 대한 연구가 계속 되고 있는데 그중에서 가장 큰 문제인 배터리의 열폭주로 인한 화재로부터의 안전인데 이부분에 대해서 자동차 회사와 관련 업계에서는 안전성에 대한 연구를 UL이 제시한 솔루션처럼 진행하고 있음을 공유하고자 한다.