할로겐화합물 소화약제를 이용한 ESS 화재 진압기술 연구

• 영문명: A Study on ESS Fire Suppression Technology Using Halogenated Extinguishing Agents
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 홍승태(Seung-Tae Hong)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』25권 5호, 117~123쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.10.31

국문 초록

할로겐화합물 소화약제의 냉각성능을 이용하여 에너지 저장장치(ESS)에서 발생하는 리튬이온 배터리 화재를 초기에 진압하는 방법에 대해 연구하였다. FK-5-1-12와 HFC-227ea 소화약제가 냉각제로 사용되었다. 90% 이상 충전된 파우치형 셀(NCM) 28개로 구성된 모듈을 대상으로 열폭주 화재 진압실험을 수행하였다. 모듈 내부 1개의 셀 표면을 7 ℃/min의 속도로 가열하여 열폭주를 발생시킨 후 모듈 내부로 할로겐화합물 소화약제를 20분 동안 주입하였다. 두 소화약제 모두 화재 진압뿐 아니라 열폭주의 전파를 중단시켜 모듈이 전소되는 것을 막을 수 있었다. 또한 인접한 모듈로의 열폭주 전파까지 차단시킬 수 있음을 확인하였다. 이번 연구를 통해 ESS 화재진압장치에 할로겐화합물 소화약제를 적용할 수 있는 방법을 확인하고 제시하였다. 비전기전도성 물질인 할로겐화합물 소화약제를 이용하여 ESS 화재를 초기에 진압한다면 물을 사용했을 때에 비해 배터리를 보존할 수 있어 피해복구 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

영문 초록

A method for extinguishing lithium-ion battery fires in Energy Storage Systems (ESS) at an early stage using the cooling properties of halogenated extinguishing agents was investigated. FK-5-1-12 and HFC-227ea were employed as coolants. Thermal runaway fire suppression experiments were conducted on a module consisting of 28 pouch-type NCM cells charged to over 90% capacity. The surface of a single cell was heated at 7 °C/min to induce thermal runaway, after which halogenated extinguishing agents were injected into the module for 20 minutes. Both agents not only extinguished the fire but also halted the propagation of thermal runaway, preventing complete module destruction. Furthermore, propagation to adjacent modules was successfully blocked. This study demonstrates a method for applying halogenated extinguishing agents to ESS fire suppression systems. Because these agents are non-conductive, extinguishing ESS fires at an early stage can significantly reduce recovery costs by preserving battery integrity compared to water-based method.

목차

1. 서 론

2. 리튬이온 배터리의 열폭주 화재

3. 실 험

4. 결과 및 고찰

5. 결 론

감사의 글

References

키워드

ESS 화재 리튬이온 배터리 열폭주 할로겐화합물 소화약제 ESS Fire Lithium-Ion Battery Thermal Runaway Halogenated Extinguishing Agent