냉각 효율 개선해 배터리 안전성 제고
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3일 SK온은 오는 5일 개막하는 국내 최대 배터리 전시회 '인터배터리 2025'에서 차세대 액침냉각 기술을 전시할 예정이라고 밝혔다.
액침냉각은 절연성 냉각 플루이드를 배터리 팩 내부에 순환시켜 열을 효과적으로 방출하는 시스템이다. 냉매가 배터리 셀과 직접 접촉하기 때문에 공랭(空冷)식, 수랭(水冷)식 등 간접 냉각 방식보다 온도 상승을 더욱 효율적으로 억제한다.
급속충전 등 발열이 심한 상황에서 배터리 셀 온도를 일정 수준 이하로 유지하면, 열 폭주 발생을 방지해 화재나 폭발 위험성을 대폭 낮출 수 있다.
액침냉각은 우수한 발열 제어 성능을 토대로 급속 충전 환경에서 셀의 온도를 낮게 유지해 준다. 셀간 온도 편차를 줄여 배터리 수명 연장에도 기여하는 것으로 알려져 있다. 전기차, ESS, 데이터센터 등 산업 분야에서 액침냉각 기술이 각광받는 이유다.
SK온과 SK엔무브가 개발 중인 액침냉각 배터리 팩은 냉각 플루이드와 셀의 접촉 면적을 극대화하는 최적의 유로(油路) 설계로 냉각 효율을 향상시킨 것이 특징이다. 화재 시 플루이드가 원활히 공급되는 시스템을 구축해 열 확산 방지 성능 역시 높였다.
SK온은 독자적인 무선 BMS를 접목해 액침냉각의 성능을 극대화한다는 방침이다. BMS는 배터리 전압·전류·온도 등을 실시간으로 모니터링하고 셀간 충방전 성능을 조율하는 제어 시스템을 말한다.
SK온 무선 BMS가 적용된 액침냉각 모듈 내부에는 별도 케이블이 없어 냉각 플루이드가 원활하게 흐를 수 있다. 단순한 구조와 우수한 물리적 안전성을 갖추고 있어 플루이드의 잠재적 누출 위험이 줄어들고, 방수 성능 역시 향상된다.
박기수 SK온 연구개발(R&D) 본부장은 "전기차 보급률이 높아질수록 안전성이 중요해지는 만큼, 향후 액침냉각 및 무선BMS에 대한 수요가 커질 것으로 예상한다"라며 "SK온은 해당 시장을 선도하는 동시에, 앞으로도 끊임없는 기술개발과 혁신을 기반으로 모빌리티의 전동화에 기여해 나갈 것"이라고 말했다.
한편, SK엔무브는 고급 윤활기유 공급을 바탕으로 한 원재료 경쟁력과 다양한 액침냉각 솔루션 별 최적화된 냉각 플루이드 기술력에 기반해 글로벌 액침냉각 시장에서 입지를 공고히 하고 있다.
그 예로 2023년 SK텔레콤과 협력해 SK텔레콤 데이터센터에 SK엔무브 냉각 플루이드를 적용하고 실증평가를 진행한 결과, 공랭식 대비 총 전력 소비를 37% 절감하는 성과를 거뒀다.
