한국자동차연구원 플라잉카연구센터는 산업부와 전남도, 영광군 지원(국비 95, 전남도 27, 영광군 63 민간 5, 총 190억) 하에 중소·중견기업의 국토부 인증 지원과 전·후방 산업육성의 토대를 마련하기 위한 ‘전원시스템 고안전성 평가기반구축 사업’을 성공적으로 수행하고, 지난해부터 본격적으로 시험동 운영을 시작하였다.

배터리 고안전성 평가동(약 1,183㎡ 규모, 6개 시험실, 3개 제어실로 구성, 방폭구조 설계) 및 11종의 다양한 평가 장비(진동, 열충격, 연소, 단락, 과충전, 과방전, 과열, 과전류, 침수, 기계적 시험, 낙하시험)가 구축되었다. 시험평가 대상은 주로 드론 및 이륜차, 전기차 등의 배터리시스템이며, 국토부 구동축전지 인증 시험(KMVSS)뿐만 아니라, 미국(UL) 및 유럽(UN ECE R100, R136 등) 등 글로벌 규격 시험이 가능하다.

최근 이슈화되고 있는 전기차의 배터리 화재사고(화성 아리셀 리튬 배터리 공장 화재사고, 인천 청라 아파트 지하주차장 전기차 화재사고 등)로 인하여 배터리의 화재 안전성 확보에 많은 관심과 우려가 급증하고 있다.

특히 전기차에 장착되는 리튬이온 배터리의 경우, 화재 발생 후 수 초 안에 1,000℃ 이상으로 치솟는 ‘열 폭주’ 현상이 대형참사의 원인으로 주목받고 있다. 이를 해결하기 위해 열 폭주 현상을 사전에 방지하거나 감지하여 열 폭주 과정을 차단하는 기술 등이 개발되고 있고 이러한 기술은 영광에 구축된 배터리 시험장비를 활용하여 화재 위험성을 평가할 수 있도록 구축되어 있다. 또한, 각 장비들은 중앙 서버와 네트워크로 연결되어 시험 중인 배터리 상태를 실시간적으로 모니터링이 가능하다. 시험데이터들은 중앙 서버에 전송되어 저장되기 때문에 시험 중 배터리 화재가 발생할 경우 데이터 분석을 통해 열 폭주 원인을 규명할 수 있도록 시스템이 갖춰져 있다. 방폭설계 구조를 통해 시험 진행자의 안전을 위해 배터리 시험 과정을 모니터링하며 제어실에서 시험을 진행할 수 있도록 구성되어 있으며, 카메라 및 다양한 계측장비를 활용하여 측정된 데이터(전류, 전압, 온도 등)들은 실시간 저장되어 메인 서버에 전송되며 데이터베이스 구축과 분석에 활용된다. 각 안전성 시험 항목별 배터리에 영향을 미치는 요인(기계적, 전기적, 환경적 요인)들을 분석하여 열 폭주 현상에 대한 원인 분석과 예측이 가능하다. 기존에 구축된 한국자동차연구원의 영광 주행시험장(PG:Proving Ground)을 가상현실화하여 디지털 트윈 기술과 연계된 배터리 시험이 가능하도록 장비들이 구축되었다. 이 기술은 실제 차량이 주행할 때 도로면에서 전달되는 부하(Load)를 직접 주입하여 실제 주행을 모사하는 동시에 배터리의 화재 위험성을 평가할 수 있다는 장점을 갖고 있다.

한편, 지난해 배터리 고안전성 평가동 운영 개시 이후, 총 가동률 70% 이상을 유지하며 구축된 시험 장비를 활용해 총 20건 이상의 배터리 성능 및 안전성 시험을 성공적으로 수행하였다. 국토부 인증을 위한 구동축전지 및 고전원 전기장치 안전성 시험 3건(과충전, 과방전, 과전류, 과열, 단락, 연소, 진동, 기계적충격, 열충격, 침수, 낙하, 압착)을 포함하여, 선박용 슈퍼커패시터의 열전이 시험 1건, 전기차용 배터리팩 연소시험 1건 등 다양한 차세대 전원장치에 대한 평가 역량을 입증하였다.

LG에너지솔루션과의 협력을 통해 진동 및 기계적 충격(SLED) 시험을 다수 수행하며, 글로벌 Tier-1 수준의 신뢰성을 확보하고 있다. 또한, 전남지역 중소·중견기업을 대상으로 드론, 초소형 전기차용 배터리 등 15건 이상의 맞춤형 시험·평가 서비스를 제공, 지역 이모빌리티 산업 생태계 조성에 핵심 역할을 수행하고 있다.

이외에도, 국내외 인증기관(TS, TUV-SUD 등)과의 상호인정체계 구축을 통해 배터리 제품의 해외 인증 획득 지원 기반을 마련하고 있다. 이모빌리티협동조합 및 한국스마트이모빌리티협회(KEMA)와의 전략적 협업을 통해, 연구개발성능·안전성 평가인증 연계까지 One-stop 기술지원 체계를 확보하고 있다. 이를 바탕으로 향후 지역 중소기업의 수출 경쟁력 강화와 e-모빌리티 분야 신규 일자리 창출에도 크게 기여할 것으로 기대된다.