전기차 배터리 화재, 혁신으로 예방

2024년 8월 발생한 아파트 지하주차장 화재사건을 기억하시죠? 이처럼 전기차 화재로 인한 인명과 재산 피해가 지속적으로 증가하고 있습니다. 일반 화재와 달리, 배터리에서 발생하는 화학적 화재인 전기차 배터리 화재는 확산 속도가 빠르고 진화가 어려워 막대한 피해를 초래합니다. 이런 사고의 약 44%가 주차 또는 충전 중에 발생하기 때문에, 센서를 통한 지속적인 모니터링이 없으면 신속하게 감지하고 대응하기 어려워 큰 피해로 이어집니다. 미래 혁신 모빌리티로 주목받는 전기차의 치명적인 약점을 해결하기 위해 또 다른 혁신이 필요한 시점입니다.

스마트시티와 모빌리티 분야의 안전 솔루션을 개발하는 스타트업 시티아이랩은 지능형 객체 인식 기술을 통해 데이터를 분석하고 관리하는 기업으로, 스마트 시티 내 다양한 부분을 모니터링하고 인사이트를 제공합니다. 시티아이랩은 처음부터 배터리 화재 관리 솔루션 전문 기업이 아니었어요. 하지만 보유하고 있는 기술의 확장 가능성을 확인 하고, 과감하고 빠르게 도전해서 새로운 솔루션을 개발한 것입니다. 그리고 이런 스타트업의 도전에는 슈퍼스타트의 파트너 기관 인천스타트업 파크의 Trayout이라는 좋은 프로그램이 있었고, 또 새로운 혁신을 적극 수용하는 혁신의 테스트배드 LG사이언스파크가 함께 했습니다. 더 안전한 세상을 만들기 위한 혁신의 도전! 이번 프로젝트를 진행한 실무자 LG 사이언스파크 위기관리팀 김진수 책임님과 함께 이번 PoC의 이야기를 나누어 봤어요.

“기존의 화재 관리 시스템은 화재가 발생한 이후 빠르게 진화 하는 것에 초점이 맞춰져 있습니다. 하지만 이미 불이 나고 진화 하면 작지만 피해가 발생한거잖아요. 저희는 처음부터 화재 발생하지 않게 ‘예방’을 하고 싶었습니다”

전기차 배터리 화재는 특성상 빠르게 번지고, 엄청나게 많은 소방수로 진화 할 수 밖에 없기 때문에, LG사이언스파크 단지의 안전을 책임지고 있는 위기관리팀에서는 전기차 배터리 화재가 이슈가 되기 훨씬 전부터 이 부분에 대해서 고민을 했습니다. 특히, 크든 작든 화재가 나고 이를 감지 하고 진화 하는 기존의 시스템 보다 한 발 앞서, 화재를 예방 할 수 있는 방법을 찾고 싶었다고 합니다. 하지만, 생각보다 딱 맞는 솔루션을 찾는 것이 쉽지 않았다고 해요. 그러다가, ‘스타트업 솔루션’에 주목하게 되었고, 슈퍼스타트와 함께 협력하여 인천스타트업파크 Tryout 프로그램을 통해 시티아이랩을 발굴하게 됩니다.

“단순히 온도를 측정하고, 분석하는 유사한 솔루션들은 꽤 있었습니다. 하지만, 현장은 여름의 더위나 겨울의 추위 같이 외부 환경의 영향이 크잖아요. 이런 부분을 무시하고 온도를 측정하면 오차가 생길 수 밖에 없습니다. 시티아이랩은 환경 변화 등 유동적인 부분까지 반영해서 분석 해 줄 수 있어서, 협업을 하게 되었습니다”

미션! 측정과 데이터 분석으로 이상 징후를 미리 감지 하라!

이번 프로젝트에서, 전기차 배터리 화재는 사전에 몇 가지 징후를 보이며, 이는 배터리 온도 변화와 밀접한 관련이 있다는 점에 주목했습니다. 센서를 통해 이 정보를 정확하게 센싱하고 데이터로 분석하면 예방이 가능할것이라는 가설을 세우고, 검증했는데요, 여기에 시티아이랩의 지능형 객체 인식 기술과 데이터 분석 관리 기술이 활약합니다.

1차적으로 이 센싱 솔루션의 정확도를 확인해야 했어요. 솔루션이 적용 될 사이언스파크 현장에서 직접 실험을 진행했습니다. 새롭게 개발한 센서 솔루션과 비교를 위한 일반 온도계로 동시에 온도를 측정 했고, 신규 센서의 오차범위가 평균 절대 오차 1도 이내의 정확도임을 확인했습니다. 측정 데이터의 신뢰도가 확보 된 것이에요. 그리고 전기차 배터리의 시간별 온도 추이, 내연기관차와 전기차의 온도 특성을 파악하고, 여기에 배터리 이상 기준 연구 내용을 반영하여 배터리 온도의 이상발열의 패턴을 확보하고, 여기에 AI를 더해 측정 데이터만으로 미리 이상 현상을 알릴 수 있는 솔루션을 성능을 확인 했습니다.

PoC로 검증 된 아이디어, LG 사이언스파크에 실제 적용!

이렇게 PoC를 통해 검증된 내용을 바탕으로, LG 사이언스파크 단지 상황에 맞춰 솔루션을 고도화 하였습니다. 현재는 전기차 주차 Slot별로 소방 장치를 설치하고, 시티아이랩 솔루션을 통해 입수 되는 온도 데이터 및 이상 감지 결과를 연계 시켜, 이상 발열 징후가 포착 되면 바로 쿨링 시키는 시스템을 운영하고 있어요.

또한, 주차장 출입 전 온도 모니터링 솔루션은 고도화 작업을 거쳐, 궁극적으로는 입차부터 출차까지 전 주기를 관리 할 수 있는 방안을 모색하고 있습니다.

“사실 어떤 솔루션도 현장에 딱 맞을 수가 없어요. 현업의 입장에서는 현장과 니즈에 맞게 조절할 수 있는 것이 너무 중요한데, 시티아이랩에서는 이 부분에서 굉장히 적극적으로 임해 주셨어요”

모든 상황을 완벽하게 커버하는 솔루션은 불가능하며, 맞춤 작업을 해야 합니다. 이번 프로젝트에 대해 이야기를 나누면서, 오히려 Agile한 스타트업이기 때문에 현장의 상황에 맞는 빠른 전환과 튜닝이 가능해서 좋은 결과가 있었다고는 이야기를 해 주셨는데요,

“모든 현장은 그 나름의 상황이 있어요. 어떤 부분은 보안 때문에, 어떤 부분은 예산 때문에 기존의 제안에서 바꿔야 하는 경우도 많아요. 그래서, 처음부터 크고 완벽한 것을 제시 하기 보다는, 현장의 니즈를 잘 파악 하고 보유하고 있는 기술을 최대한 반영해서 작은 부분부터 같이 맞춰 나가는 접근법이 필요한데, 빠른 대응이 가능한 스타트업들이 이런 부분에서 더 유리한 것 같습니다.”

스타트업의 Agile한 실행력, 규모가 작지만 충분히 강력한 스타트업의 가장 큰 강점이 이 부분이 아닐까 하는데요, 골리앗을 이기는 다윗 같지 않나요?!

한 아이를 키우려면 온 마을이 필요하다는 말이 있는데, 이는 혁신을 키울 때도 적용 되는 이야기 같습니다. 스타트업의 혁신 적인 기술과 빠른 실행력, 그리고 이를 발굴해서 지원하는 인천스타트업파크의 프로그램, 혁신을 통해 단지를 더욱 안전하게 업그레이드 하는 실무부서, 그리고 슈퍼스타트 모두가 협력 하여, 전기차 배터리 화재를 예방 할 수 있는 새로운 솔루션이 단지에 적용 된 사례입니다. 이렇게 모두가 힘을 합쳐 한 걸음씩 혁신을 만들어 나간다면, 더 나은 미래를 만들어 갈 수 있을 것입니다!