CTNS, 실외 로봇용 배터리팩에 '산업 설비 등급' 안전 기준 제시

배터리팩 지능형 플랫폼 기업 ㈜씨티엔에스(CTNS)가 실외 배달로봇용 배터리팩의 안전 기준을 두고 “소비자용이 아니라 산업 설비 등급으로 다뤄야 한다”는 관점을 제시했다.

2023년 지능형로봇법과 도로교통법 개정으로 국내에서 실외 이동로봇은 운행안전인증(한국로봇산업진흥원 KIRIA, 16종 시험)을 받으면 ‘보행자’ 지위를 인정받아 보도와 횡단보도를 통행할 수 있게 됐다. 배달로봇 상용화의 제도적 기반이 마련된 것이다.

CTNS는 이 변화가 배터리팩 설계자에게는 다른 의미를 갖는다고 본다. 리튬이온 배터리가 하루 수십 번 보행자와 수십 센티미터 거리에서 작동하게 된다는 뜻이기 때문이다.

“전기차 안전과는 질문이 다르다”

CTNS는 실외 배달로봇이 기존 응용과 세 가지 점에서 다르다고 정리했다. 첫째, 사고 상황이 아닌 평상시 운행 중에도 사람과 근접한다. 둘째, 운전자가 없어 이상 징후를 발견할 사람이 현장에 없다. 셋째, 옥외에 방치되어 비·눈·저온과 연석 충격, 기물파손에 노출된다.

이에 따라 회사는 배터리 관리 시스템(BMS)의 요구 등급이 달라진다고 설명했다. 소비자용 표준인 IEC 62133은 BMS를 전압·전류·온도 한계 초과 시 차단하는 ‘보호회로’로 규정하지만, 산업용 표준 IEC 62619는 BMS를 ‘기능안전(Functional Safety) 시스템’으로 요구한다. IEC 61508을 기반으로 위험분석을 수행하고, 안전무결성등급(SIL) 목표를 설정해 그에 맞게 설계했음을 증명해야 한다.

“판단 기준은 배터리의 크기가 아니라, 그 배터리가 실패할 때 누가 그 옆에 있는가입니다. 보도를 걷는 배터리는 산업 설비 등급으로 다뤄야 합니다.” — 권기정 CTNS 대표이사

열폭주 ‘차단’에서 ‘전이 방지’로

CTNS는 리튬이온 셀의 열폭주 확률을 완전히 0으로 만드는 것은 불가능하다는 점도 짚었다. 셀 내부 단락은 제조 공정의 미세한 편차와 사용 이력이 누적된 확률적 결과이기 때문이다. 따라서 안전 설계의 핵심 질문은 “셀이 열폭주를 일으키지 않게 하는 법”이 아니라 “한 셀이 잘못돼도 옆 셀로 옮겨붙지 않게 하는 법”, 즉 전이(Thermal Runaway Propagation) 차단이라는 것이다.

국제 표준도 같은 방향으로 정렬돼 있다. 북미 경량전기차 배터리 표준 UL 2271은 1kWh 이상 팩에 대해 열폭주 전이 시험을 의무화했고, 중국은 2026년 7월 발효된 전기차·동력배터리 강제표준 GB 38031-2025에서 발화·폭발 자체를 금지하는 수준으로 요구를 높였다.

제어와 안전을 물리적으로 분리한 2중 레이어 구조

CTNS의 배터리팩은 안전 계층을 두 겹으로 물리적으로 분리한 구조를 채택하고 있다. 1차 계층은 상태 추정·밸런싱·통신·최적화를 담당하는 제어·지능 영역이고, 2차 계층은 과전압·과전류·과온 같은 치명적 위험을 1차 소프트웨어와 무관하게 차단하는 하드와이어드 영역이다. 두 계층은 전원·신호·로직에서 독립적으로 구성된다.

회사는 이 구조를 “제어를 벗어나도 안전은 유지된다”는 원칙으로 설명한다. 기능안전 표준은 마이크로컨트롤러처럼 복잡한 부품으로 안전기능을 구현할 경우 이중화가 없으면 자기진단이 위험고장의 대부분을 검출한다는 것을 증명하도록 요구하는데, 독립된 2계층 이중화는 그 요구를 완화하는 정공법이다. CTNS는 SIL 2를 목표로 설정해 설계 기준으로 삼고 있다.

또한 운전자가 없는 응용 특성상 실시간 안전관제 소프트웨어를 통해 출하된 팩의 셀 편차와 내부저항 추세를 원격으로 감시하고 있다. 회사는 이를 “마케팅 항목이 아니라 무인 응용의 안전 요건”이라고 설명했다.

팩 자체는 KC 안전인증(전기·열·기계 시험, 공장검사, 정기감독) 대상이며, 운송 단계에서는 UN 38.3이 적용된다. CTNS는 이러한 인증 목록을 선제적으로 확보해 고객사의 개발 일정에서 인증 리드타임을 흡수하는 것을 공급자의 역할로 보고 있다.

“사고 한 건은 산업 전체의 시간표를 밀어낸다”

권 대표는 로봇 산업의 원가 압박이 실재한다는 점을 인정하면서도, 보도를 통행하는 배터리를 가전 부품처럼 취급할 경우의 비용을 지적했다.

“사고 한 건은 그 회사만의 문제로 끝나지 않습니다. 규제가 조여지고, 통행 허가가 회수되고, 산업 전체의 시간표가 밀립니다. 그래서 저는 업계에 이 질문을 남기고 싶습니다 — 우리가 만드는 이 배터리는 가전입니까, 산업 설비입니까.” — 권기정 CTNS 대표이사

CTNS는 배터리팩 설계·자율 유연생산·실시간 안전관제를 하나로 묶은 지능형 배터리팩 플랫폼을 운영하며, 로봇·모빌리티·ESS 분야에 배터리팩 솔루션을 공급하고 있다.