KC 62619의 제정과 개정: ESS에서 UPS, 선박까지 — 산업용 배터리 안전기준이 넓어지는 법
1. 서론: 안전기준이 시장을 따라잡는 속도
2019년 10월 21일, 국가기술표준원은 하나의 고시를 공포했다. 고시 제2019-0309호, 「산업용 리튬이차전지 안전」. 이것이 바로 KC 62619의 시작이었다(citation:1). 이 안전기준은 2017년 제1.0판으로 발행된 IEC 62619를 기초로 하여, KS C IEC 61629:2017을 인용 채택하고, 형식시험을 위한 시료의 수, 배터리 시스템의 기능 안전성 검토(부속서 D)의 기술적 내용 및 대응 국제표준의 구성을 국내 실정에 맞도록 일부 변경하여 작성된 것이다(citation:1).
적용범위는 에너지저장장치(Energy Storage System)에 사용되는 리튬이차전지로 한정되었다(citation:1). 2019년, ESS 화재 사태가 한창이던 시기에 만들어진 이 안전기준은, 산업용 배터리의 안전을 국가 차원에서 관리하겠다는 첫 번째 제도적 선언이었다.
그리고 약 3년 반 뒤인 2023년 3월 20일, KC 62619는 개정되었다. 고시 제2023-0027호로 공포된 개정판은 2022년 제2.0판으로 발행된 IEC 62619를 기초로 하여, 적용범위가 확대되고 EMC 요구사항이 새로 추가되며, 기능 안전성 검토 부속서가 강화되었다(citation:3).
이 글에서는 KC 62619의 제정부터 개정까지의 변화 궤적을 추적한다. 1.0에서 2.0으로의 변화가 무엇을 의미하는지, 안전기준의 체계가 어떻게 구성되어 있는지, 그리고 이 기준이 ESS를 넘어 UPS, 선박용 ESS 등 산업용 배터리 전반으로 확장되고 있는지를 종합적으로 살펴보고자 한다. 안전기준의 진화가 곧 산업의 성숙도를 말해주는 것임을 확인하는 글이다.
2. KC 62619의 탄생: ESS 화재가 낳은 안전기준
2-1. IEC 62619의 국제 표준화 배경
KC 62619의 원형인 IEC 62619는 국제전기기술위원회(IEC)에서 산업용 리튬이차전지의 안전을 위해 제정한 국제표준이다. 풀 네임은 "Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes — Safety requirements for secondary Lithium cells and batteries, for use in industrial applications"으로, 알칼리 또는 기타 비산성 전해액을 포함하는 이차전지 및 배터리 — 산업용 리튬 이차 단전지 및 전지의 안전요구사항을 규정한다(citation:1).
이 표준이 제정된 배경에는 ESS 시장의 폭발적 성장과 그에 따른 화재 사고의 급증이 있었다. 2017년부터 2019년까지 국내에서만 30여 건의 ESS 화재가 집중적으로 발생했고, 이 사태는 전 세계적으로 산업용 배터리 안전 기준의 필요성을 환기시켰다.
2-2. KC 62619 제정(2019): 핵심 구조
2019년 10월 21일 제정된 KC 62619(제1판)의 구조를 살펴보면, 안전기준의 체계를 이해할 수 있다(citation:1).
1절 적용범위: 에너지저장장치(Energy Storage System)용 리튬 이차 단전지 및 전지의 안전성 및 오용 환경 시험법과 이에 따른 요구 사항을 규정한다. 정격용량 300kWh 이하의 에너지저장장치용 리튬이차전지시스템이 대상이다(citation:1).
2절 인용 표준: KS A ISO/IEC Guide 51(안전 측면), KS C IEC 62133:2013(휴대형 밀폐 이차 전지) 등이 인용되었다(citation:1).
3절 용어와 정의: 셀, 모듈, 팩, 배터리 시스템 등 관련 용어를 정의한다.
4절 측정 허용 오차: 시험 시 측정값의 허용 오차 범위를 규정한다.
5절 일반 안전 고려 사항: 안전 설계의 일반 원칙을 기술한다.
6절 형식 시험 조건: 시험 샘플의 수, 시험 환경 등을 규정한다.
7절 특정 요구사항 및 시험: 과충전, 과방전, 외부단락, 열남용, 기계적 충격 등 구체적인 안전 시험 항목을 규정한다.
8절 배터리 시스템 안전(기능 안전성 검토): 배터리 시스템 전체의 기능 안전성을 검토하는 절차와 요구사항을 규정한다. 다만, 8.2.2∼8.2.4절은 시행 후 6개월이 경과한 날부터 시행하도록 유예기간을 두었다(citation:1).
9절 안전 정보, 10절 표기 및 명칭: 안전 관련 정보 제공과 제품 표기 사항을 규정한다.
부속서 A~D: 추가 시험 방법, 환경 시험, 기능 안전성 검토 상세 절차 등을 포함한다.
2-3. 제정의 의미: ESS를 처음으로 '규제의 울타리' 안에
KC 62619의 제정이 가지는 가장 큰 의미는, 에너지저장장치용 리튬이차전지를 처음으로 법적 안전기준의 적용 범위 안에 넣었다는 것이다. 그 이전에는 ESS 배터리 셀에 대한 별도의 안전인증 기준이 없었다. 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」상의 안전관리 체계는 있었지만, ESS 배터리 셀을 구체적으로 규율하는 안전기준 자체가 부재했던 것이다.
KC 62619가 제정되면서, 2019년 8월부터 배터리 셀은 안전인증 대상 품목으로, 배터리 시스템은 안전확인 품목으로 관리되기 시작했다(citation:7)(citation:8). 안전인증은 제품시험과 공장심사를 모두 거쳐야 하는 가장 높은 수준의 관리 제도이며(citation:7), 배터리 셀이 이 대상에 편입되었다는 것은 제조 과정의 품질 관리까지 국가가 감독하겠다는 강력한 의지의 표현이었다.
3. KC 62619의 구조 분석: 무엇을 시험하고 무엇을 요구하는가
3-1. 적용범위의 변화: 1.0에서 2.0으로
KC 62619의 가장 근본적인 변화 중 하나는 적용범위의 확대다.
제정판(2019)에서는 적용범위가 "에너지저장장치(Energy Storage System)용 리튬 이차 단전지 및 전지의 안전성 및 오용 환경 시험법"이며, 범위는 "정격용량 300kWh 이하의 에너지저장장치용 리튬이차전지시스템"으로 한정되었다(citation:1).
개정판(2023)에서는 IEC 62619:2022 제2.0판을 기초로 하여, 적용범위가 확대되었다. 개정판의 적용범위는 에너지저장장치용뿐만 아니라 더 넓은 산업용 범위를 포괄하며, 정치형(定置형) 용도 외의 전지까지 포함하도록 확대되었다. 다만 기존 고시(2019-0309호)는 공포 후 1년간 병행 적용 후 폐지하도록 하여(citation:3), 업계의 적응 기간을 보장했다.
3-2. 형식 시험의 체계
KC 62619의 핵심은 7절의 '특정 요구사항 및 시험'에 있다. 이 절에서 규정하는 주요 시험 항목들은 다음과 같다.
전기적 안전 시험: 과충전 시험, 과방전 시험, 외부단락 시험 등이 포함된다. 배터리가 비정상적인 전기적 조건에서 어떻게 거동하는지를 평가한다.
열적 안전 시험: 열남용 시험, 열충격 시험, 고온 저장 시험 등이 포함된다. 배터리가 극한의 온도 조건에서 안전한지를 검증한다.
기계적 안전 시험: 기계적 충격 시험, 진동 시험, 낙하 시험 등이 포함된다. 물리적 충격에 대한 배터리의 안전성을 평가한다.
환경 적응성 시험: 온도순환 시험, 저압 시험, 습열 시험 등이 포함된다. 다양한 환경 조건에서의 안전성을 검증한다.
이 시험들은 각각의 위험 시나리오에서 배터리가 화재, 폭발, 누액 등의 위험을 초래하지 않아야 한다는 것을 요구한다. 시험 결과, 배터리에서 화재나 폭발이 발생하면 불합격이며, 이는 제품의 시장 출시 자체를 불허하는 강제력을 가진다.
3-3. 8절: 배터리 시스템 안전(기능 안전성 검토) — KC 62619의 가장 혁신적 장치
KC 62619에서 가장 주목할 만한 부분은 8절의 '배터리 시스템 안전(기능 안전성 검토)'이다. 이 절은 단일 셀이나 모듈의 안전성 시험이 아닌, 배터리 시스템 전체의 기능 안전성을 검토하도록 요구한다(citation:1).
기능 안전성(Functional Safety)이란, 시스템의 기능이 올바르게 작동하지 않을 경우 발생할 수 있는 위험을 관리하는 것이다. 배터리 시스템에서 이는 BMS가 과충전, 과방전, 과열, 단락 등의 이상 상황을 정확히 감지하고 적절한 보호 조치를 취하는 능력을 의미한다.
ESS 화재 사고의 주요 원인 중 하나가 BMS의 보호 시스템 미흡이었다는 점을 고려하면(citation:7), 8절의 도입은 매우 시의적절한 조치였다. BMS가 전압·전류·온도를 측정하여 감시·제어하는 것만으로는 화재 사고를 예방하기에 불충분하다는 것이 화재 조사를 통해 확인되었기 때문이다.
다만, 1.0판에서는 8.2.2∼8.2.4절을 제외한 내용만 즉시 시행하고, 나머지는 6개월간 유예기간을 두었다(citation:1). 이는 업계의 준비 기간을 보장하면서도, 기능 안전성 검토의 중요성을 제도적으로 천명한 것으로 평가된다.
3-4. 부속서의 구조
KC 62619의 부속서들은 시험의 세부 절차와 추가 요구사항을 규정한다.
부속서 A: 추가 시험 방법을 규정한다. 표준 시험으로는 검출되지 않을 수 있는 잠재적 위험을 평가하기 위한 추가적인 시험 절차를 포함한다.
부속서 B: 환경 시험의 세부 절차를 규정한다. ESS가 설치되는 다양한 환경 조건을 반영한 시험 방법을 제시한다.
부속서 C: 기타 안전 관련 요구사항을 규정한다.
부속서 D: 배터리 시스템의 기능 안전성 검토 상세 절차를 규정한다(citation:1). 이 부속서는 KC 62619의 기술적 내용 중 가장 국내 실정에 맞도록 변경된 부분이기도 하다.
4. KC 62619 개정(2023): 무엇이 달라졌나
4-1. IEC 62619:2022의 주요 변화
2023년 3월 20일 개정된 KC 62619(고시 제2023-0027호)는 2022년 제2.0판으로 발행된 IEC 62619를 기초로 한다(citation:3). 제정판(2019)이 IEC 62619 Ed 1.0 2017을 기반으로 했던 것과 비교하면, 국제 표준의 5년간 변화를 반영한 셈이다.
개정판의 목차를 제정판과 비교하면, 몇 가지 뚜렷한 변화를 확인할 수 있다(citation:3).
4-2. EMC 요구사항(9절)의 신설
가장 눈에 띄는 변화는 9절에 EMC(Electro-Magnetic Compatibility, 전자파 적합성) 요구사항이 새로 추가된 것이다(citation:3). EMC는 전자기기의 전자파 방사와 전자파 내성을 다루는 분야로, ESS와 같은 대용량 전력 시스템에서는 특히 중요하다.
ESS는 PCS(전력변환장치)와의 연동 과정에서 고조파, 스위칭 노이즈 등 다양한 전자파를 발생시킬 수 있다. 이 전자파가 BMS나 EMS의 통신을 방해하면, 보호 기능이 정상적으로 작동하지 않아 화재로 이어질 수 있다. EMC 요구사항의 추가는 이와 같은 전자파 간섭에 의한 안전 사고를 예방하기 위한 조치다.
4-3. 포장 및 운송(12절)의 추가
개정판에는 12절 '포장 및 운송(Packaging and transport)'이 새로 추가되었다(citation:3). 이는 배터리의 운송 단계에서의 안전까지 KC 62619의 적용 범위에 포함하겠다는 의지를 보여주는 것이다.
리튬이온 배터리의 운송은 「위험물안전관리법」 등 관련 법령의 적용을 받으며, UN38.3 운송 안전 시험 기준에 부합하는 포장과 운송 절차가 요구된다. KC 62619 개정판이 운송까지 명시적으로 다루기 시작한 것은, 배터리의 전 생애주기 안전 관리로의 패러다임 전환을 반영한다.
4-4. 부속서 E의 추가
개정판에는 기존 부속서 A~D에 더하여 부속서 E가 새로 추가되었다(citation:3). 이 부속서는 전지시스템의 기능 안전성 검토에 관한 것으로, 기존 부속서 D(제정판)에서 한 단계 더 발전한 내용을 담고 있다.
이 변화는 시스템 단위의 안전 검증이 점점 더 중요해지고 있음을 보여준다. 부속서 D에서 부속서 E로의 변화는 단순한 번호의 변경이 아니라, 시스템 안전성에 대한 요구사항의 정교화와 확대를 의미한다.
4-5. 병행 적용과 시행 일정
개정 고시의 부칙은 기존 고시와의 관계를 명확히 하고 있다(citation:3).
"이 고시는 공포한 날부터 시행한다. 다만, 기존에 고시된 안전기준(국가기술표준원 고시 제2019-0309호)은 이 고시 공포 후 1년이 경과한 날까지 병행적용 후 폐지한다."
또한 "국가기술표준원 고시 제2019-0309호에 따른 정치형 용도 이외의 전지는 이 고시 공포 후 1년이 경과한 날부터 시행한다"(citation:3)는 조항을 통해, 적용범위가 확대된 부분에 대해서는 추가적인 유예기간을 두었다.
이 같은 단계적 시행은 산업계의 준비 기간을 보장하는 합리적 접근이다. 동시에, 기존 제품에 대한 안전 기준의 공백을 최소화하기 위한 조치이기도 하다.
5. KC 62619와 타 안전 기준과의 관계
5-1. IEC 62133과의 관계: 휴대용 vs 산업용
KC 62619의 원형인 IEC 62619와 가장 혼동되기 쉬운 표준이 IEC 62133이다. 둘 다 리튬이차전지의 안전을 다루지만, 적용 대상이 근본적으로 다르다.
IEC 62133은 휴대용 전자기기에 사용되는 충전식 리튬이온 배터리를 대상으로 한다. 가전제품, IT 장비, 실험 기기, 의료 장비 등에 사용되는 밀봉형 2차 전지와 배터리가 적용 범위다. IEC 62133-2:2017은 리튬 이온 및 리튬 폴리머 화학 물질을 사용하는 휴대용 밀폐형 2차 전지 및 배터리를 포괄하며, EU는 2021년부터 새로운 휴대용 리튬이온 배터리에 대해 IEC 62133-2를 의무화했다.
KC 62619(IEC 62619)는 산업용 리튬이차전지를 대상으로 한다. 에너지저장장치(ESS), UPS(무정전전원장치), 통신 기지국 백업 전원, 산업용 차량 등에 사용되는 대용량 배터리 시스템이 적용 범위다(citation:1)(citation:3).
두 표준의 시험 항목도 차이가 있다. IEC 62133은 소형 배터리의 특성을 반영하여, 휴대 중 발생할 수 있는 낙하, 압착 등의 시험에 초점을 맞추는 반면, KC 62619는 대용량 시스템의 특성을 반영하여, 장시간 충방전, 고부하 운전, 시스템 통합 안전 등의 시험에 더 중점을 둔다.
국내에서는 IEC 62133에 기반한 KC 인증(KS C IEC 62133)이 휴대용 배터리에, KC 62619가 산업용 배터리에 각각 적용됨으로써, 배터리 용도별로 체계적인 안전 관리가 이루어지고 있다.
5-2. UL 1973, UL 9540, UL 9540A와의 비교
미국의 안전 인증 체계에서는 ESS와 관련하여 UL 1973, UL 9540, UL 9540A 등 세 가지 표준이 주요하게 적용된다.
UL 1973은 고정형 및 동력형 배터리 시스템을 대상으로 하며, 전기 안전, 열 관리, 기계적 내구성, 화학적 안전 등을 포괄한다. KC 62619의 7절(특정 요구사항 및 시험)과 가장 유사한 영역이다.
UL 9540은 에너지 저장 시스템의 통합 안전 평가와 열 관리를 다룬다. KC 62619의 8절(배터리 시스템 안전)과 대응되는 영역이지만, UL 9540은 시스템 전체의 안전성을 더 포괄적으로 평가한다.
UL 9540A는 열폭주 화재 확산 시험으로, 화재 억제와 화재 확산 완화에 초점을 맞추고 있다. KC 62619에는 이에 직접 대응하는 시험 항목이 아직 포함되어 있지 않다. 이것이 KC 62619와 미국 UL 체계 사이의 가장 큰 차이점이며, 향후 KC 62619의 추가 개정 시 보완이 필요한 부분이다.
미국에서는 옥내에 LiB-UPS를 설치할 경우 열폭주(UL 9540A) 관련 인증과 시험성적서 제출이 의무화되어 운영 중이며(citation:4), 미국의 경우 국내와 달리 UPS(UL 1778)와 UPS용 배터리(UL 1973)를 개별적으로 관리하고 있다(citation:4).
5-3. KC 62368-1과의 관계: IT·AV 기기 안전 통합 규격
KC 62619와 함께 주목해야 할 인증 변화가 KC 62368-1의 도입이다. KC 62368-1은 기존의 IT 안전 기준(KC 60950-1)과 AV 안전 기준(KC 60065)을 하나로 통합한 규격으로, HBSE(Hazard-Based Safety Engineering) 철학을 도입한 것이 핵심이다(citation:5).
HBSE는 설계 단계에서 잠재적 위험을 식별하고 제어하도록 요구하며, 제품 에너지원이 인체에 미치는 영향을 ES1(위험 없음), ES2(주의 필요), ES3(위험)의 세 단계로 구분한다(citation:5). KC 62368-1의 리튬 배터리 관련 항목에서는 외함(Enclosure) 강성, 과충전, 과방전, 단락 보호 등 이상 상태 제어를 설계 단계에서 반영해야 한다(citation:5).
KC 62619가 산업용 배터리의 안전을 다루고, KC 62368-1이 IT·AV 기기의 안전을 다루는 것으로 보이지만, 실제로는 두 기준이 만나는 지점이 존재한다. 바로 UPS(무정전전원장치)다. UPS는 IT 장비의 전원 백업 장치로서 KC 62368-1의 적용을 받으면서도, 내부에 리튬이온 배터리를 탑재하고 있어 KC 62619의 적용 대상이기도 하다. 이 중복 적용 영역에서의 안전 기준 정합화가 향후 과제로 남아 있다.
6. KC 62619의 사각지대: 대용량 UPS의 위험
6-1. UPS 화재의 현실
KC 62619가 ESS용 리튬이차전지를 대상으로 제정되었지만, 산업용 배터리의 위험은 ESS에만 국한되지 않는다. 대용량 UPS(무정전전원장치)에서도 심각한 화재 사고가 발생하고 있다(citation:4).
2018년부터 2023년까지 5년간 UPS 화재는 총 58건 발생했다(citation:4). 연도별로 보면 2018년 8건, 2019년 11건, 2020년 12건, 2021년 12건, 2022년 13건으로 꾸준히 증가 추세를 보였고, 2023년에는 2월까지 2건이 보고되었다(citation:4).
가장 충격적인 사례는 2022년 발생한 카카오 데이터센터 화재다. 판교 SK IDC센터의 UPS 배터리 화재로 인해 카카오 서비스가 장시간 마비되었고, 유료서비스 피해보상 배상액이 4천억 원에 달할 것으로 추정되었다(citation:4). 이 사고는 "디지털 서비스의 안정성"이라는 국가적 차원의 문제로 확대되었다.
그 밖에도 2022년 7월 서초구 메가박스 UPS 배터리팩 화재로 관람객 80여 명이 대피했고, 2023년 2월 김포골드라인 차량기지 관제실 화재로 승객 300여 명이 대피하고 열차 10여 대가 멈추는 사태가 발생했으며, 같은 해 3월 과천시청 관제센터 UPS 과열 화재로 CCTV 400여 대가 작동하지 않는 사고도 있었다(citation:4).
6-2. UPS의 안전 사각지대
대용량 UPS가 화재 위험을 내포하면서도 충분한 안전 관리를 받지 못하는 이유는 명확하다(citation:4).
첫째, 안전 기준의 부재. 국내 10kW 초과 UPS 및 백업용 배터리(LiB 등)는 제품인증 대상이 아니며, 관련 안전기준이 부재하다. 기기별 안전기준, 보호장치 간 통합제어, 소화(배기)장치의 체계적 평가 기준도 부재한 상태다(citation:4).
둘째, 시험 설비와 시험 기준의 부재. 대용량 UPS의 성능검증, 안전기준, 검사기관, 사고대응매뉴얼 등이 모두 부재하다는 것이 국정감사를 통해 지적되었다(citation:4). 산업통상중소벤처기업위원회의 2022년 국정감사에서 김성환·정일영 의원이 이 문제를 공식적으로 제기했다(citation:4).
셋째, 설치 환경의 위험성. 리튬계열 배터리는 대부분 일반건물에 설치되고 있어, 화재 발생 시 열폭주 등 화재 확산으로 막대한 인명피해 및 경제적 손실이 발생할 우려가 있다(citation:4). 전기저장장치는 일반인이 출입하는 건물 내에 600kWh 용량을 초과하여 설치할 수 없도록 규정되어 있지만(citation:4), UPS는 이 제한의 적용을 받지 않는 경우가 많다.
넷째, 유지관리의 소홀. UPS는 정전 등 비상 시에 반드시 작동해야 하는 신뢰성이 중요한 설비임에도 불구하고, 실제로는 유지관리에 소홀하기 쉬워 사고 위험에 노출되어 있다(citation:4).
6-3. LiB-UPS의 시장 전환과 안전 과제
전 세계 UPS 시장은 2022년 약 108억 달러에서 2027년 약 134억 달러로 성장할 전망이며(citation:4), 기존의 납축전지와 Ni-Cd 배터리에서 리튬이차전지로의 전환이 빠르게 진행되고 있다. 리튬이차전지의 UPS 시장 점유율은 2022년 31%에서 2030년 82%로 확대될 것으로 전망된다(citation:4).
국내에서는 데이터센터, 통신설비산업의 지속적 성장과 연계하여 대용량 UPS 설비에 전원 백업용 리튬이온 배터리 설치 운영이 증가 추세다(citation:4). 2023년 2월 기준, LG에너지솔루션 516개소, 삼성SDI 967개소, SK온 39개소, 인셀 47개소 등 총 1,724개소에 리튬이온 배터리 기반 UPS가 설치되어 있다(citation:4).
문제는 이 모든 설치 장소가 대부분 일반인 출입이 가능한 장소(지하철, 공항, 호텔, 군부대, 병원, 발전소, 공업단지, 데이터센터 등)라는 것이다(citation:4). 별도의 안전기준 없이 설치 운영되고 있는 실정이다.
정부는 2023년 3월, 판교 SK IDC센터 조사결과를 토대로 LiB 기반 UPS의 위험탐지·예방체계 확립과 안전관리 제도개선 등 안전대책을 발표했다(citation:4). 아울러 2024년에는 「LiB 기반 위험성 평가 및 안전성 강화 기술개발사업」의 일환으로 '대용량 무정전전원장치 위험성 평가' 연구개발과제기획보고서가 작성되었다(citation:4).
7. 선박용 ESS: KC 62619의 바다 위 확장
7-1. 선박용 ESS의 등장
KC 62619가 육상의 ESS를 대상으로 제정되었지만, 에너지 저장 기술의 응용 분야는 바다로까지 확대되고 있다. 국가 탄소중립 정책과 연안 선박의 친환경 전환 요구에 따라, 선박용 ESS 시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다(citation:2).
한국조선해양기자재연구원을 주관으로 부산대학교, 한국선급, 한국산업기술시험원(KTL)이 공동으로 수행한 '선박용 ESS 안전성 평가체계 개발 및 시험인증기반 구축' 연구개발과제(2021~2024)는 이 분야의 대표적인 국가 R&D 사업이다(citation:2).
7-2. 선박용 ESS의 특수성
선박용 ESS는 육상 ESS와 근본적으로 다른 환경에서 운용된다(citation:2).
첫째, 해상 환경의 가혹성. 염분, 습도, 진동, 충격 등 해상 환경은 배터리의 안전성에 직접적인 영향을 미친다. 연구팀은 "복합 해상환경 모사 시험기"를 활용하여 다축진동, 온습도, 염수, 부식 등을 동시에 모사하는 시험을 수행했다(citation:2).
둘째, 밀폐 공간의 위험성. 선박 내부는 밀폐된 공간으로, 화재 발생 시 대피가 제한적이다. 연구팀은 "가혹환경 스트레스 시험기"를 통해 침수, 밀폐공간 등을 모사하는 시험을 진행했다(citation:2).
셋째, 화재 진압의 어려움. 육상에서는 소방차가 출동하여 화재를 진압할 수 있지만, 해상에서는 자체적인 화재 진압 체계를 갖추어야 한다. 연구팀은 "선박 ESS 화재진압시스템 적정성 평가기술개발"을 수행하여, 화재 위해요인별(통합제어/전기적/화학적/절연) 안전성 평가지표를 개발하고, 밀폐형 ESS 설비 내 초기 화재감지기술(온도, Off-gas 감지 등) 평가방법을 마련했다(citation:2).
7-3. 선박용 ESS의 안전성 검증 체계
연구과제의 핵심 성과물은 선박용 ESS의 안전성 검증 기술기준과 시험평가 절차다(citation:2).
안전성 위해요인 도출: 기존 규격, 코드, 보고서, 논문을 통한 문헌연구로 기존 위험인자를 도출하고, 각종 시나리오 구성을 통한 시뮬레이션으로 신규 위험인자를 발굴했다(citation:2).
위험인자 규명 및 정량화: 폭발·화재 위험인자를 규명하고 데이터베이스를 구축하여 위험인자의 정량화를 실시했다. 폭발화재 시뮬레이션을 통한 열구조 강도 및 특성 연구도 포함되었다(citation:2).
기능안전 평가방법 개발: ESS 제어평가기술의 일환으로, 기능안전 평가 기업을 위한 가이드라인이 개발되었다. KTL은 "모듈 열폭주를 통한 선박용 ESS 배터리 안전성 시험 평가"를 담당했다(citation:2).
인증절차 개발 및 국제 표준화: 실증시험 및 시뮬레이션에 의한 안전성 평가지표 정량화를 거쳐, 인증절차가 작성되고 승인기준안이 마련되었다. 특히 국제표준화 승인 기준안(NP4) 작성이 추진되어, 한국이 선박용 ESS 안전 분야에서 국제 표준의 선도적 위치를 차지하려는 의지를 보였다(citation:2).
7-4. 선급 승인 체계의 개발
한국선급은 "선박용 ESS 화재·폭발 안전성 승인기준"을 개발했다(citation:2). 이 승인기준은 선박 설치 및 검사 가이드라인, 선박용 ESS 화재·폭발 안전성 승인기준, ESS 설치 방폭구역 설계 기준 등을 포괄한다.
구체적으로, 선박용 ESS 설비의 방화성능 및 재질기준, 이격거리 및 적정설치 기준, 검사방법 등이 포함되며, 기설치 및 신규 ESS 용량한계, 팩의 방화성능, 검사방법 등 제품안전기준도 포함된다(citation:2).
이 연구는 KC 62619의 안전 기준 체계가 선박 분야에서도 적용 가능함을 보여주며, 동시에 선박이라는 특수한 환경에 맞는 추가적인 안전 요구사항이 필요함을 확인시켜 준다.
8. KC 62619의 시험 인프라: 시험 장비의 진화
8-1. 고정밀 충방전 테스트 시스템
KC 62619의 안전 시험을 수행하기 위해서는 정밀한 시험 장비가 필수적이다. 최신 배터리 안정성 테스트 시스템은 ±0.01% FS의 측정 정확도와 ±0.001% FS의 측정 정밀도를 달성하고 있으며, 24비트 ADC를 채택하여 1μV의 전압 측정 분해능과 0.01μA의 전류 측정 분해능을 제공한다.
하드웨어 내부 전압·전류 샘플링 속도는 1mS에 달해, 보다 정확한 용량 계산과 실시간 모니터링이 가능하다. 이는 KC 62619의 시험 조건을 정확하게 구현하고, 미세한 이상까지 포착할 수 있는 기술적 기반이다.
8-2. DVA 분석과 배터리 노화 평가
차동 전압 분석(DVA, Differential Voltage Analysis)은 배터리 노화를 평가하는 데 사용되는 방법으로, KC 62619의 시험에서 배터리의 열화 상태를 정밀하게 평가할 수 있는 기법이다.
최신 테스트 시스템은 테스트 전반에 걸쳐 안정적인 전체 범위 전류 출력을 제공하여 DVA 곡선에서 명확하게 식별 가능한 특성 피크를 얻을 수 있게 했다. 이는 KC 62619의 형식 시험뿐만 아니라, 장기적 안전성 평가에도 활용될 수 있는 기술적 발전이다.
8-3. 선박용 ESS 시험 인프라
선박용 ESS의 안전성 검증을 위한 시험 인프라도 구축되고 있다(citation:2).
복합 해상환경 모사 시험기: 다축진동, 온습도, 염수, 부식모사 기능을 갖춘 시험챔버로, 진동+온습도, 염수+온습도, 가스+온습도, 열충격 등 다양한 복합 환경을 모사할 수 있다(citation:2).
가혹환경 스트레스 시험기: 침수, 밀폐공간 모사 기능을 갖춘 시험챔버로, 침수시험기, 화학베스, 해수조파수조 등이 포함된다(citation:2).
전기추진시스템 기능안전 평가장치: 모터 다이나모(440VAC, 1MW) 기반 시스템 기능안전 평가가 가능하며, 0.75kW3MW 범위의 다이나모, 850kW/1.2MW/3MW 인버터, 200kVA/550kVA AC 전원, 250kVA DC 전원 등을 갖추고 있다(citation:2).
배터리 시스템 기능안전 평가장치: 200채널 이상, 계측 정밀도 ±0.02%(Full scale 기준)의 성능을 가진 장비로, 셀 시뮬레이터, 전력분석기, 전력품질분석기 등이 포함된다(citation:2).
이 시험 인프라는 KC 62619의 시험 항목을 실제 운용 환경에 가깝게 수행할 수 있는 기반을 제공한다.
9. KC 62619와 관련 법령의 체계
9-1. 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」
KC 62619는 「전기용품 및 생활용품 안전관리법」에 근거하여 고시되는 안전기준이다. 이 법은 전기용품의 안전관리를 위해 위해도에 따라 3단계(안전인증, 안전확인, 공급자적합성확인)의 관리 체계를 운영한다.
ESS 구성품 중 직류전원 장치와 리튬이차전지는 '전기저장장치(전기충전기) 구성품' 분류에 해당하며, 가장 높은 수준의 안전인증 대상이다. KC 62619가 이 안전인증의 시험 기준으로 적용됨으로써, 배터리 셀의 안전성이 법적으로 강제되는 구조가 된 것이다.
9-2. 「전기사업법」
「전기사업법」 제53조의 3에 따라 ESS는 전기설비로 분류되어 '화재, 감전 등 위험성에 대한 적절한 보호 및 제어장치를 갖추고 폭발의 우려가 없도록 시설하여야 한다'고 명시되어 있다. KC 62619는 이 법적 요구사항을 구체적으로 충족하기 위한 안전 기준으로 기능한다.
9-3. 「소방시설법」
ESS가 특정소방대상물로 지정되면서, 「소방시설법」 시행령 개정을 통해 소방시설 설치가 의무화되었다(citation:7). 이와 함께 ESS에 특화된 화재안전기준이 제정되었고, 표준작전절차(SOP)가 마련되었다(citation:6)(citation:7).
소방청의 SOP는 ESS 화재 대응을 위한 현장 대원의 신속하고 정확한 대응을 위해 설계된 구체적이고 단계적인 지침서다(citation:6). 재난현장 표준작전절차(SOP)는 긴급구조기관과 긴급구조지원기관이 체계적인 현장대응과 상호협조체계를 유지하기 위하여 공통으로 사용하는 표준현장지휘체계상의 절차를 의미한다(citation:6).
9-4. 「소비자기본법」 및 「자동차관리법」
사용후 배터리의 관리를 위한 법적 기반도 강화되고 있다. 「소비자기본법」에 근거한 소비자 위해 감시 시스템(CISS)은 배터리 관련 사고 정보를 체계적으로 수집하고 관리하며, 「자동차관리법」 개정을 통해 전기차 배터리의 정보 공개 항목이 확대되었다.
10. KC 62619의 미래: 국제 표준화와의 정합화
10-1. 국제 표준 제안의 가능성
정부는 KC 62619의 제정 과정에서 확보한 대규모 실증시험 데이터를 활용하여, ESS 분야 국제표준 제안 등 국제표준화 논의를 주도해 나갈 계획이라고 밝힌 바 있다(citation:7)(citation:8). 이는 KC 62619가 단순한 국내 규제 기준이 아니라, 글로벌 안전 기준의 선도적 모델이 될 수 있음을 시사한다.
선박용 ESS의 경우에도, 국제표준화 승인 기준안(NP4) 작성이 추진되어(citation:2), 한국이 이 분야의 국제 표준을 주도하려는 노력이 진행 중이다.
10-2. UL 9540A 수준의 시험 도입
KC 62619의 가장 큰 보완 과제 중 하나는 열폭주 화재 확산 시험의 도입이다. 미국에서는 UL 9540A를 통해 열폭주 상황에서의 시스템 거동을 평가하고 있으며, 옥내 설치 시 이 인증이 의무화되어 있다(citation:4).
KC 62619에 이와 유사한 시험 항목이 추가되면, 배터리 셀 단위의 안전성뿐만 아니라, 열폭주 상황에서의 시스템 전체 거동까지 검증할 수 있게 된다. 이는 ESS 화재 예방의 관점에서 매우 중요한 진전이 될 것이다.
10-3. UPS와 데이터센터용 안전 기준의 필요성
현재 대용량 UPS의 안전 기준이 부재한 상태에서(citation:4), KC 62619의 적용 범위가 UPS까지 확대될 필요가 있다. 2024년 기획된 '대용량 무정전전원장치 위험성 평가' 연구과제에서는 LiB 기반 UPS 시스템의 안전성 평가 인증체계, 성능평가 시험장치, 시험절차서, 제품인증 표준, 성능시험기준, 설치기준(KEC) 등의 개발이 목표로 설정되었다(citation:4).
이 연구의 최종목표는 250kW급 축소 모델 안전강화형 LiB-UPS 시제품, 1MVA급 안전강화형 LiB-UPS 시제품, 안전강화형 UPS 시스템의 개발이며(citation:4), 이를 통해 KC 62619의 산업용 배터리 안전기준 체계가 UPS 분야까지 체계적으로 확장될 것으로 기대된다.
11. 실무 가이드: KC 62619 인증 실무자들이 알아야 할 것
11-1. KC 62619 인증이 필요한 제품
KC 62619 인증이 필요한 제품은 다음과 같다.
- ESS용 리튬이차전지 셀, 모듈, 팩
- ESS용 배터리 시스템(BMS 포함)
- 가정용 에너지저장장치 포함 정격용량 300kWh 이하의 ESS 배터리 시스템
정격용량 300kWh를 초과하는 ESS의 경우, KC 62619의 적용 범위를 벗어나므로 별도의 안전성 평가가 필요할 수 있다. 다만 2023년 개정판에서는 적용 범위가 확대되었으므로(citation:3), 최신 고시의 적용 범위를 반드시 확인해야 한다.
11-2. 인증 절차
KC 62619 인증의 절차는 다음과 같다.
Step 1: 시험 샘플 준비. 제조자는 시험된 구성단위를 명확히 명시해야 하며, 시험된 구성단위에 최종 배터리에 있는 기능을 추가할 수 있다(citation:1).
Step 2: 안전인증기관에 시험 의뢰. 7절의 특정 요구사항 및 시험, 8절의 배터리 시스템 안전(기능 안전성 검토)에 따라 시험이 진행된다.
Step 3: 시험 합격 시 안전인증 발급. 제품시험과 공장심사를 모두 통과해야 한다.
Step 4: 정기검사. 연 1회 이상 공장심사와 제품시험을 실시하여 인증의 유효성을 유지한다.
11-3. 유의사항
기존 인증 제품의 전환: 기존 KC 62619(2019년판) 인증 제품의 경우, 2023년판 고시 공포 후 1년간 병행 적용되며(citation:3), 이후에는 2023년판 기준을 충족해야 한다.
정치형 용도 이외의 전지: 2019년판에서는 정치형(定置형) 용도만 적용 범위였으나, 2023년판에서는 확대되었다. 다만 이 확대 부분은 공포 후 1년이 경과한 날부터 시행된다(citation:3).
CB 인증과의 연계: CB 인증을 통해 KC 인증을 간소화할 수 있으나, KC 고시의 National Deviation 항목은 별도로 시험을 진행해야 한다(citation:5).
12. 결론: 안전기준의 진화가 산업의 미래를 만든다
KC 62619의 역사를 되돌아보면, 안전기준이 산업의 현실을 어떻게 반영해 왔는지를 확인할 수 있다.
2019년 제정판은 ESS 화재 사태의 직접적인 대응으로 탄생했다. "에너지저장장치에 사용되는 리튬이차전지로 한정"(citation:1)된 적용범위는, 당시 가장 시급한 안전 문제가 ESS에 있었음을 보여준다.
2023년 개정판은 이 한계를 인식하고 적용범위를 확대했다. EMC 요구사항의 추가, 포장 및 운송 절차의 포함, 부속서 E의 신설 등은(citation:3) 산업용 배터리의 안전을 제품 수명주기 전반으로 확장하려는 의지를 반영한다.
그러나 여전히 남은 과제가 있다. 대용량 UPS의 안전 기준 부재(citation:4), 열폭주 화재 확산 시험의 미도입, 선박용 ESS의 국제 표준화(citation:2) 등이 그것이다.
한국에너지기술평가원의 연구개발과제기획보고서는 "대용량, 고출력(1MVA급) 무정전전원장치의 위험성 평가·제어기술 확보 및 안한 사용환경 구축을 통한 정전·화재사고 예방에 기여"하겠다는 목표를 설정했다(citation:4). 이 목표가 실현되면, KC 62619의 안전 기준 체계는 ESS에서 UPS까지, 육상에서 해상까지, 제품에서 시스템까지 — 산업용 배터리의 전 영역을 포괄하는 종합적인 안전 기준으로 거듭나게 될 것이다.
안전기준의 진화는 결코 멈추지 않는다. 기술이 발전하고, 시장이 확대되고, 사고가 발생할 때마다 기준은 강화되고 보완된다. KC 62619의 1.0에서 2.0으로의 변화, 그리고 앞으로의 3.0을 향한 진화는, "안전은 과정이지 결과가 아니다"라는 근본적인 원칙을 확인시켜 준다.
산업용 배터리의 안전이 확보될 때, 에너지 전환의 지속가능성도 확보된다. KC 62619가 그 확보의 기초가 되고 있다는 사실이, 이 안전기준의 존재 가치를 증명한다.
참고 자료 및 출처
국가기술표준원 고시 제2019-0309호, 「산업용 리튬이차전지 안전」 KC 62619 제정 (2019.10.21) — IEC 62619 Ed 1.0 2017 기반
국가기술표준원 고시 제2023-0027호, 「산업용리튬이차전지안전」 KC 62619 개정 (2023.3.20) — IEC 62619 Ed 2.0 2022 기반
한국조선해양기자재연구원 외, 「선박용 ESS 안전성 평가체계 개발 및 시험인증기반 구축」 최종보고서 (2024.5.30)
한국에너지기술평가원, 「LiB 기반 위험성 평가 및 안전성 강화 기술개발 — 대용량 무정전전원장치 위험성 평가」 연구개발과제기획보고서 (2024)
Element Korea, 「KC 62368-1 개정: IT·AV 기기 안전 인증 변화」 분석 자료
소방청, 「재난현장 표준작전절차(SOP)」
산업통상자원부, 「ESS 사고원인 조사결과 및 안전강화 대책 발표」 보도자료 (2019.6.11)
산업통상자원부, ESS 사고원인 조사결과 및 안전강화 대책 발표 기자회견 전문 — 이승우 국가기술표준원 원장, 김정훈 민관합동 ESS 화재사고 원인조사위원장 발언 (2019.6.11)
에너지플랫폼뉴스, 「ESS 관리기준·인증항목 없고 안전관리 가이드 조차 없어」 (2019.6)
IEC 62133-2:2017 — 휴대용 충전식 배터리 안전 표준
UL 1973, UL 9540, UL 9540A — ESS 안전 인증 및 설치 기준
UL 1778 — UPS 안전 인증
NFPA 855 — 고정형 에너지 저장 시스템 설치 기준
UN 38.3 — 리튬 배터리 운송 안전 시험
CB Scheme (IECEE) — 국제 적합성 평가 제도
「전기용품 및 생활용품 안전관리법」 및 동법 시행규칙
「전기사업법」 제53조의 3 — ESS 전기설비 분류 및 안전시설 기준
「소방시설법」 시행령 개정 — ESS 특정소방대상물 지정
「전기안전관리법」 제정안 (2019)
「소비자기본법」 — CISS(소비자 위해 감시 시스템)
「자동차관리법」 시행령·시행규칙 개정 — 전기차 배터리 정보 공개 확대
SNE리서치, 글로벌 UPS 시장 및 배터리 전환 동향 (2022~2030)
Mordor Intelligence, 세계 UPS 시장 전망 (2022~2027)
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