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[IT뉴스]LG전자, 엔비디아와 열폭주 배터리 골든타임 확보…가전 명가답게 '에어컨·AI' 투입

온카뱅크관리자

2026-01-30 13:27:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> [배터리레이다] 테슬라 '오토밸브'부터 포드 '질소백'까지… 글로벌 총력전 
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 [디지털데일리 김문기 기자] "센서 하나만 믿어서는 안 됩니다. LG전자는 가전과 공조에서 쌓은 열관리 노하우에 AI를 더해, 열폭주 징후를 5시간 전에 찾아내는 '센서 퓨전' 전략을 제시합니다."
 LG전자가 리튬이온 배터리의 열폭주(Thermal Runaway)를 막기 위해 자사의 핵심 역량인 '냉동공조(HVAC) 기술'과 '디지털 트윈'을 배터리 안전 분야에 전격 도입했다. 글로벌 완성차 업체들의 기술을 벤치마킹하는 단계를 넘어, LG전자만의 제조·설계 DNA로 배터리 안전의 새로운 표준을 제시하겠다는 포부다.
 30일 서울 여의도 FKI타워에서 열린 '배터리 열폭주 방지 및 화재 안전을 위한 통합 실무 세미나'에서 문강석 LG전자 책임은 배터리 안전의 기술적 해법과 LG전자의 미래 전략을 공개했다.
 한국미래기술교육연구원이 주최한 이번 세미나는 전기차(EV)와 에너지저장장치(ESS) 보급 확산에 따라 산업계 최대 난제로 떠오른 '열폭주'의 해법을 모색하기 위해 마련됐다. 배터리 고용량화로 화재 위험이 높아지는 상황에서, 설계 단계의 예방 기술부터 BMS(배터리관리시스템)를 활용한 감지, 실제 화재 대응까지 안전 관리 전 주기에 걸친 실무 전략이 집중 논의됐다.
 ◆ LG전자의 데이터 해석학…엔비디아와 손잡은 '디지털 트윈'
 문 책임은 이날 '센서 퓨전(Sensor Fusion)'을 LG전자의 핵심 안전 전략으로 꼽았다. 센서 퓨전은 자율주행차 등에 쓰이는 범용 기술이지만, LG전자는 이를 BMS(배터리관리시스템)에 적용해 오작동(False Alarm)을 획기적으로 줄였다.
 그는 "온도 센서는 정상인데 압력 수치만 튈 때, 기존 시스템은 '센서 고장'으로 무시했다"며 "하지만 LG전자의 알고리즘은 이를 가스 발생 징후로 포착해 '높은 확률의 위험'으로 추론한다"고 설명했다. 온도·전압·압력·가스 등 이종(異種) 데이터를 교차 검증해 신뢰도를 높인 것이다.
 이 과정에서 핵심 역할을 하는 것이 '오프가스(Off-gas)' 감지 기술이다. 문 책임은 "열폭주 직전 벤팅 밸브에서 새어 나오는 미세 가스를 잡아내면 화재 발생 전 최대 5시간의 골든타임을 확보할 수 있다"고 강조했다.
 LG전자가 보유한 또 하나의 무기는 '디지털 트윈(Digital Twin)'이다. 문 책임은 "LG전자는 엔비디아(NVIDIA)의 '옴니버스(Omniverse)' 플랫폼을 활용해 가상 공간에 실제와 똑같은 배터리 열폭주 시뮬레이션 환경을 구축했다"고 밝혔다.
 실제 배터리를 태우지 않고도 가상공간에서 수만 번의 화재 테스트를 수행, 열이 전파되는 경로와 냉각 효율을 예측하는 기술이다. 그는 "데이터 센터 쿨링 시스템 구축 경험을 살려, 배터리 랙(Rack) 단위의 정밀한 열 유동 해석이 가능하다"고 자신했다.
 LG전자의 가전·공조 기술력도 배터리 안전의 핵심 솔루션으로 제시됐다. 문 책임은 "데이터센터와 ESS의 열 관리는 결국 에어컨이나 칠러(Chiller)와 원리가 같다"며 "LG전자는 이미 액침 냉각(Immersion Cooling)이나 제트 임핀지먼트(Jet Impingement·고압 분사) 같은 차세대 냉각 기술을 선행 연구 중"이라고 언급했다.
 특히 스마트 팩토리에서 운영되는 AMR(자율주행로봇) 내부의 배터리 화재를 막기 위해, 팩 내부 데드존(Dead Zone)에 초소형 소화 장치를 내장하는 기술도 개발하고 있다고 덧붙였다.
 ◆ '130도'의 공포… "양극과 음극의 잘못된 만남"
 LG전자가 제시한 솔루션의 배경에는 배터리 열폭주의 물리적 메커니즘에 대한 철저한 분석이 깔려있다. 문 책임은 열폭주를 단순한 발열이 아닌, 내부 발열 속도가 방열 속도를 초과하는 '열적 눈사태(Heat Avalanche)'로 정의했다.
 그가 지목한 임계점은 130도다. 문 책임은 "130도에 도달하면 분리막이 녹아내리는 멜트다운(Meltdown)이 발생하고, 양극과 음극이 대규모로 접촉하며 내부 단락이 일어난다"며 "이 지점을 넘어서면 그 어떤 냉각 장치로도 돌이킬 수 없는 '비가역적 상태'가 된다"고 경고했다.
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 특히 그는 '크로스토크(Crosstalk)'라는 새로운 메커니즘을 강조했다. 문 책임은 "음극에서 발생한 가스가 양극으로 이동해 구조를 붕괴시키고, 자극받은 양극이 산소를 뿜어내 다시 연소를 가속화하는 '자가 증폭 루프'가 형성된다"며 "이 화학적 대화를 끊는 것이 기술의 핵심"이라고 역설했다.
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 ◆ 테슬라 '오토밸브'부터 포드 '질소백'까지… 글로벌 총력전
 이날 발표에서는 글로벌 완성차 업체들의 기상천외한 열관리 및 화재 억제 기술이 소개돼 이목을 끌었다.
 문 책임은 테슬라의 '오토밸브(Octovalve)'를 대표적인 혁신 사례로 꼽았다. 그는 "과거에는 배터리와 모터 냉각이 별개였지만, 테슬라는 8개 포트를 가진 중앙 밸브 하나로 차량 전체의 열을 통합 제어한다"며 "모터 폐열을 난방에 쓰고, 냉각수를 순차적으로 돌려 시스템 안정성을 극대화한 사례"라고 평가했다.
 화재 발생 시 피해를 최소화하는 능동형 억제 기술도 소개됐다. 문 책임은 "폭스바겐은 배터리 팩 내부의 죽은 공간(Dead Zone)에 '소화 캡슐'을 내장해 화재 시 자동으로 터지게 설계했다"고 설명했다.
 이어 "포드는 화재 시 팩 내부에서 '질소 백'을 팽창시켜 산소 공급을 차단하는 특허를 냈고, GM은 루테늄 같은 촉매를 사용해 유해 가스를 무해한 성분으로 바꾸는 기술을 연구 중"이라며 글로벌 기업들이 하드웨어 단계에서부터 안전장치를 촘촘히 심고 있다고 강조했다.
 ◆ "SOC 100%는 화학적 시한폭탄"… 데이터의 경고
 현장의 운영자들을 위한 실질적인 가이드라인도 제시됐다. 문 책임은 충전 상태(SOC)에 따른 위험성을 구체적인 데이터로 공개했다.
 그는 "SOC 100%인 과충전 상태에서는 SOC 50%일 때보다 열폭주 시 발생하는 가스량이 약 0.8L에서 2.5L로 3배 이상 폭증한다"며 "SOC가 높을수록 수소 등 가연성 가스 비율이 높아져 폭발 위험이 극대화된다"고 설명했다. 이어 "안전을 위해서라면 SOC 운영 범위를 70~80% 수준으로 하향 조정해 '안전 마진'을 확보하는 것이 필수적"이라고 제언했다.
 문 책임은 발표를 마치며 데이터 공유의 중요성을 꼬집었다.
 그는 "테슬라가 안전 관리에서 앞서가는 이유는 방대한 실제 주행 데이터를 독점하고 분석하기 때문"이라며 "국내 산업계도 배터리 제조사와 완성차 업체 간 데이터 오너십에 대한 전향적인 협력이 필요하다"고 덧붙였다.
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