이 기사는 2024년 09월 03일 16:09 thebell 에 표출된 기사입니다.

한중엔시에스의 배터리 화재 방지 기술은 이미 제품에 적용돼 양산화 단계를 거쳐 고객사로 납품되고 있다.

한중엔시에스는 수냉식 냉각으로 초기부터 열폭주 가능성을 낮추는 기술을 확보했다. 화재가 발생하면 자동으로 감지하고 소화약제를 분사해 화재 확산을 초기에 막는다. 화재 발생 자체를 막진 못하지만 가장 초동 단계에서 확산 가능성을 차단하는 방식이다. 열폭주 가능성을 기본적으로 내포하고 있는 삼원계 배터리 사용이 당분간 불가피한 상황에서 가장 확실한 화재 방지책인 셈이다.

한중엔시에스는 원래 내연기관 자동차 부품 사업이 주력이었다. 업계의 큰 흐름을 감지하고 신사업을 집중적으로 추진하면서 에너지저장장치(ESS) 부품 위주의 포트폴리오를 구축했다. 지난 2021년 10%에 불과했던 ESS 부품 매출은 올해 상반기 48%까지 올라왔다.

ESS 비중은 올해 하반기와 내년으로 갈수록 더 높아질 전망이다. 메인 고객사인 삼성SDI로부터 주문받은 물량으로만 보더라도 월 평균 200억원 이상의 매출이 예정돼 있다. 사실상 ESS 사업으로의 포트폴리오 전환이 완전히 이뤄졌다고 봐도 무리가 없다.

한중엔시에스의 대표 기술은 ‘수냉식 ESS 냉각시스템’이다. 국내에서 유일하게 양산에 성공했다. 글로벌 시장으로 범위를 넓히더라도 이 기술을 양산화시킨 곳은 중국 CATL과 손 잡은 엔비쿨(ENVICOOL) 정도밖에 없다. 한중엔시에스가 국내 메이저 배터리 업체인 삼성SDI와 초기부터 독점 공급 체제를 구축할 수 있었던 배경이다.

한중엔시에스의 제품은 삼성SDI가 최근 선보인 신제품 ‘삼성 배터리 박스(SBB) 1.5’에 탑재된다. ‘SBB 1.5’는 현존하는 ESS 배터리 중 최고 용량(5.26MWh)을 구현한 제품이다. 수냉식 냉각 시스템을 채택했는데 이와 관련한 부품이 모두 한중엔시에스 제품이다. △ESS배터리모듈 부품을 비롯해 △HVAC △Chiller △Cooling plate 등이 여기에 포함돼 있다.

ESS 배터리 제품 하나 당 배터리와 케이스를 제외한 모든 부품을 한중엔시에스가 공급하는 구조다. 간단히 말하면 컨테이너 박스 형태로 구현된 ESS에서 컨테이너 프레임과 배터리셀을 제외한 모든 부품이 한중엔시에스 제품인 셈이다. 아직까지 국내에선 수냉식 냉각 관련 기술을 상용화시킨 다른 업체가 없어 이 같은 독점 체제는 향후 2~3년 이상 유지될 가능성이 높다는 게 업계 관측이다.

냉각기(Chiller)와 냉각플레이트(Cooling plate) 등을 통해 구현한 수냉식 냉각 방식은 향후 ESS·배터리 시장에서 도입이 불가피한 분야로 꼽힌다. 최근 잇따라 발생하고 있는 ESS 화재 사고를 방지할 수 있는 근본적인 솔루션이기도 하다.


SBB처럼 ‘수냉식 냉각시스템’이 채택된 ESS는 기존 공랭식 냉각을 채택한 ESS에 비해 기본적으로 화재 위험이 현저히 낮다. 그럼에도 만에 하나 있을 수 있는 화재 가능성에 대비해 한중엔시에스는 이중 방어장치격인 ‘EDI 시스템’을 탑재했다.

EDI 시스템의 작동 방식은 ESS 장치 내부 구조를 들여다보면 이해가 쉽다. ESS는 컨테이너 박스 안에 수십개에서 최대 100개 이상의 배터리셀이 열을 맞춰 배치돼 있는 구조인데 전력을 저장하는 ESS 장치 특성상 열 부하 관리가 안 될 경우 배치돼 있는 배터리 중 하나에서 화재가 발생한다.

여러 개 배터리가 일렬로 붙어있는 탓에 하나의 배터리에서 불이 나면 곧바로 전체 배터리 라인으로 확산될 수 있는 구조인데 이때 EDI시스템(Enhanced Direct Injection)이 이를 초기에 차단한다.

EDI 시스템은 컨테이너 박스 안에 열을 지어 배치돼 있는 각 배터리셀 상단에 설치된 스프레이 파이프(Spray Pipe)를 통해 구현했다. 긴 파이프 형태로 된 스프레이 파이프엔 배터리 각각을 향해 쏠 수 있도록 구축된 분사구가 있다. 셀 내부 온도와 압력을 감지하다가 일정 수준을 넘어서면 자동으로 소화제를 분사하는 방식이다.

지금은 삼성SDI와 독점 공급계약이 돼 있다. 해당 물량만으로도 올해와 내년 각각 연간 2000억~3000억원대의 매출이 가능한 규모다. 여기에 또 다른 국내 메이저 배터리업체와도 공급 계약을 논의 중이다.

ESS에만 적용되는 수냉식 냉각 시스템을 단계적으로 전기차 배터리에도 탑재할 계획도 있다. 기술적으로는 이미 대응이 가능한 상태다. 냉각 플레이트를 비롯한 수냉식 냉각 시스템의 핵심 부품들의 사이즈만 소형으로 조정하면 된다. 더군다나 한중엔시에스의 경우 본래 주력 사업이 내연기관 자동차 부품이었던 터라 냉각 시스템을 전장 부품화시키는 과정이 익숙하다.

다만 이 과정이 현재로선 우선순위는 아니다. 내부적으로는 삼성SDI를 비롯해 또 다른 배터리 업체로의 ESS 부품 공급과 양산 체제를 어느 정도 안정화시킨 다음에 고려할 사업으로 보고 있다.

한중엔시에스 관계자는 “(전기차로의 적용 문제는) EV쪽 자체가 일단 내년 말까지는 안 좋게 보고있다”면서 “그 사이에 주력인 ESS부터 안정화 시켜놓고 그 이후에 적용을 검토하는 수순으로 보고 있다”고 말했다.