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리튬 이온 배터리 화재 감지 시스템 | Li-ion Tamer® GEN 3 | xtralis

작성자관리자

등록일 26-01-21
조회429회

본문

Xtralis Authorized Partner

LI-ION TAMER^®
GEN 3 ADVANCED SOLUTION

BMS에 감지되지 않는 Off-gas 감지
열폭주 이전 대응 시간을 확보하십시오.

에스엠이서브텍(주) | SME SERVETEC Co., Ltd.

왜 기존 소방설비 및 BMS로는
배터리 화재를 막기 어려운가?

리튬이온 배터리(NCM, LFP 등)는 높은 에너지 밀도로 인해 열폭주(Thermal Runaway) 발생 시 단시간 내 온도가 급격히 상승하며, 가연성 가스 방출과 함께 인접 셀로 연쇄 확산되는 특성을 가집니다. 실제 현장에서는 이 연쇄 확산이 시작되는 순간부터 소화·진압의 난이도가 급격히 상승하고, 설비 밀집 구역(ESS 컨테이너, UPS 룸, 충전 스테이션 등)에서는 사고 규모가 빠르게 커질 수 있습니다.

기존의 BMS는 전압, 전류, 온도, SOC/SOH 등 전기적·열적 파라미터 기반으로 보호 로직을 수행합니다. 그러나 열폭주로 이어지는 주요 위험 시나리오(내부 단락, 미세 결함, 셀 내부 압력 상승, 전해질 분해)는 측정 가능한 값이 임계치에 도달하기 전에 이미 진행될 수 있으며, 이때 BMS 경보는 구조적으로 사후 알람이 되기 쉽습니다. 또한 일반 연기 감지기/열 감지기는 연기·열이 발생한 후 반응하므로, 초기 대응 시간 확보가 제한됩니다.

Li-ion Tamer®는 열과 연기보다 먼저 나타나는 전해질 증기(Off-gas)를 감지하여, 사고 대응의 기준점을 “발화 이후”가 아닌 “열폭주 이전”으로 이동시킵니다. 운영 관점에서 중요한 충전 중단, 강제 환기, 구역 격리, 설비 정지(E-Stop), 관계자 대피 및 소방 대응을 실행할 수 있는 시간을 확보하는 것이 핵심 가치입니다.

PREVENTION TECHNOLOGY

화재 예방을 위한 3단계 메커니즘

Li-ion Tamer의 예방 메커니즘은 단순 경보 장치가 아니라, 리튬이온 배터리의 위험 진행 단계(Off-gas → Vent → Thermal Runaway → Propagation)에 맞춰 설계된 선제 대응 체계입니다. 감지(Detection) 단계에서 미세 징후를 포착하고, 판단(Decision) 단계에서 오경보를 억제하며, 연동(Action) 단계에서 BMS/EMS/소방 수신반과의 인터록을 통해 즉시 현장 조치가 가능하도록 구성합니다. 특히 데이터센터·BESS·제조라인처럼 다운타임 비용이 큰 시설에서는 “몇 분의 선제 시간”이 곧 “대규모 손실 방지”로 연결될 수 있습니다.

Off-gas 조기 포착

가스 농도 변화율을 < 1 ppm/sec 단위의 미세 징후로 신속히 감지하여, 연기 발생 전 단계에서 위험 신호를 생성합니다.

복합 환경 분석

Reference 센서 및 온도/습도 보정 알고리즘을 통해 주변 오염원을 구분하고, 오경보를 억제하여 운영 안정성을 강화합니다.

선제적 대응 신호

위험 판단 즉시 BMS 및 소방 수신반과 연동하여, 충전 중단·E-Stop·강제 환기 등 현장 조치를 실행할 수 있도록 인터페이스를 제공합니다.

Li-ion Tamer® GEN 3

대규모 시설(BESS, IDC)을 위한 중앙 집중식 확장형 솔루션

GEN 3 네트워크 시스템은 “센서–허브–컨트롤러” 계층 구조를 통해 현장 규모에 맞춰 유연하게 확장됩니다. 단일 구역(컨테이너형 ESS, UPS 룸)부터 복수 구역(배터리 룸, 다수 랙) 및 엔터프라이즈급(대형 IDC/기가팩토리)까지 적용 가능하며, 중앙에서 알람·상태·이력을 통합 관리할 수 있습니다. 또한 Modbus TCP/IP 기반으로 EMS/BMS/통합관제 연동 설계가 용이하여, 운영 정책에 맞춘 인터록 구성이 가능합니다.

System Architecture Video Guide

1) Small System Architecture (소규모 구성)

2) Medium System Architecture (중규모 확장)

3) Large System Architecture (대규모/엔터프라이즈)

시스템 컨트롤러

알람/이력 통합 관리 및 상태 모니터링
사이트 정책에 맞춘 알람 단계 구성
Modbus TCP/IP 기반 관제 연동
장치 상태 자가 진단 및 장애 이벤트 관리
유지보수·점검 프로세스 효율 향상

허브 (Aggregator)

센서 그룹 데이터 수집 및 구역 단위 중계
확장에 유리한 계층형 네트워크 설계
Daisy-chain 기반 배선 단순화
구성 변경/증설 시 설비 영향 최소화
전원/통신 운영 정책에 맞춘 설계 유연성

모니터링 센서

고감도 Off-gas 감지로 조기 징후 포착
온도/습도 데이터 기반 보정으로 안정 운용
랙/컨테이너/룸 구성에 맞춘 설치 유연성
센서 상태 모니터링으로 유지보수 리스크 저감
구역 확장 시 표준 기반 증설 용이

STANDALONE SOLUTION

Li-ion Tamer® MOS

MOS (Micro-Controller Operation Sensor)는 별도의 중앙 컨트롤러 없이도 독립적으로 위험을 판단하고 제어 신호를 출력하는 독립형 모델입니다. 단일 랙, 소형 UPS 룸, 연구소 챔버, 이동형 장비 등 콤팩트한 보호 대상에 적합하며, 설치·운영 구조를 단순화할 수 있습니다.

MOS는 현장 요구에 따라 경보 접점(Alarm 1/Alarm 2)과 장애(Fault) 신호를 제공하고, 산업 표준 통신(Modbus RTU/RS-485, CANbus)을 통해 장비·제어반과의 연동을 지원합니다. GEN 3가 “확장형 네트워크 시스템”이라면, MOS는 “즉시 적용 가능한 독립형 보호 장치”로 이해하시면 됩니다.

호환성: NCM, LFP, NCA 등 현존하는 리튬 배터리 적용
3중 신호 출력: Alarm 1, Alarm 2, 시스템 장애 접점 제공
하이브리드 통신: Modbus RTU 및 CANbus 직접 지원
전원 범위: 산업용 15~32V DC 전원 호환
확장 전략: 단일 보호부터 시작해, 향후 네트워크 시스템으로 단계적 확장 가능

GEN 3 vs MOS 기술 사양 상세 비교

아래 비교는 “현장 규모/운영 목적/연동 방식” 관점에서 실무 판단에 필요한 항목을 중심으로 정리했습니다. GEN 3는 센서 다수·구역 다수·중앙 통합 관제가 필요한 대형 현장에 강점이 있으며, MOS는 단일 또는 소규모 보호 대상에 즉시 적용하기 적합합니다. 두 모델은 경쟁 관계가 아니라, 사이트 단계/확장 로드맵에 따라 조합될 수 있는 포트폴리오입니다.

기술 항목	GEN 3 (Network System)	MOS (Standalone Unit)
최적 적용 사이트	대형 데이터센터, 기가팩토리, 컨테이너형 BESS 단지, 복수 배터리 룸	소형 UPS실, 연구소 챔버, 이동형 장비, 단일 랙, 제한된 보호 구역
감지 대상 가스	Off-gas 기반 조기 감지	Off-gas + 수소(H2) 옵션 (현장 조건 기반)
감지 특성	미세 변화율 기반 조기 징후 감지, 구역 단위 확장 운용	독립 판단 기반 즉시 적용, 단일 장치 중심 운용
입력 전원 사양	12 VDC (PoE 48VDC)	15~32 VDC (산업 표준 전원)
통신 및 출력	Modbus TCP/IP, 각종 호환 모듈(릴레이 등)	Modbus RTU, CANbus, Alarm/Fault 접점
구축/확장 전략	파일럿 → 구역 확대 → 사이트 통합	단일 보호 대상, 필요 시 다수 개별 설치

실제 성능 테스트 검증

글로벌 시장 점유율 1위가 증명하는 감지 신뢰성

성능 검증은 “작동 무결성”과 “위험 시나리오 대응” 관점에서 확인하는 것이 중요합니다. 일반적인 점검에서는 센서가 정상적으로 반응하는지(통신/알람/이력) 확인하고, 위험 시나리오 테스트에서는 열폭주 직전 단계에서 Off-gas를 포착하여 조기 알람이 가능한지 확인합니다. 아래 영상은 장비 동작과 감지 프로세스를 직접 확인할 수 있습니다.

Bump Test (센서 작동 테스트)

Thermal Runaway (열폭주 시연)

주요 적용 산업 분야

적용 산업은 공통적으로 “리튬이온 배터리 기반 설비”와 “다운타임/안전 리스크”가 결합된 환경입니다. 사고 발생 시 인명·자산 피해뿐 아니라 운영 중단에 따른 손실이 매우 크기 때문에, 열폭주 이전 단계에서 조기 경보를 확보하고 시스템적으로 대응(인터록)할 수 있는 체계가 요구됩니다.

에너지 저장 (BESS)	야외 컨테이너형 ESS, 대용량 유틸리티 단지, 건물 내 비상 에너지 저장 장치 모니터링. 셀/랙/컨테이너 단위로 위험을 조기 포착하여, 구역 격리 및 확산 방지 전략 수립에 유리합니다.
데이터 센터 (IDC / UPS)	티어 4 등급 하이퍼스케일 IDC, UPS 리튬 배터리 룸 백업 전원 보호. 무중단 운영이 필수인 환경에서 조기 경보 기반의 선제 조치로 다운타임 리스크를 줄입니다.
배터리 제조 (Gigafactory)	배터리 셀 활성화(Aging) 공정, 모듈/팩 조립 라인, 수명 종료(EOL) 테스트 챔버. 공정 특성상 배터리 물량이 집중되는 구역에서는 조기 감지와 표준화된 SOP 구축이 중요합니다.
연구개발 및 연구소	EV 차량 시험 시설, 환경 신뢰성 테스트 챔버, 배터리 안전성 및 오용 테스트 센터. 위험 시나리오 기반의 실험 환경에서 조기 경보·자동 차단 인터록 설계에 유용합니다.
물류 및 특수 시설	배터리 완제품 보관 창고, 전기 지게차 자동 충전 구역, 전기 추진 선박 전원실 보호. 상시 인력 상주가 어렵거나 야간 운영이 많은 구역에서는 “자동 대응” 체계 구축이 중요합니다.

안전에는 타협이 없습니다.

열폭주 현상 전이 후의 대응은 이미 늦습니다.
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왜 기존 소방설비 및 BMS로는배터리 화재를 막기 어려운가?