에이치엘비파워(주), 독자 기술로 신사업 전개 4G BMS 기술로 리튬이온 배터리 시대를 맞이한다 정대상 기자입력 2018-07-30 13:21:56

최근 에이치엘비파워(주)의 행보가 심상치 않다. 동사는 세계 8개국에서 특허를 획득한 4G BMS 기술을 필두로 다양한 응용 사업 모델을 추진하고 있으며, 아울러 최근 수요 급증이 예상되는 선박용 SOx 댐퍼 분야에서도 괄목할 만한 제품을 공개했다. 본지에서는 독자적인 기술력으로 차세대 시장을 공략하고 있는 동사를 만나봤다. 
 

에이치엘비파워(주) 인천 공장 전경(사진. 에이치엘비파워 주식회사)

 

독자 기술로 사업 다각화
전력 기자재 전문 기업 에이치엘비파워(주)(HLB POWER, 이하 HLB파워)가 독자적인 기술력을 바탕으로 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS) 및 무정전전원장치(Uninterruptible Power Supply, UPS) 분야에 대한 경쟁력을 강화한다. 
앞서 동사는 지난 2017년 1월, ESS 및 배터리관리시스템(Battery Management System, BMS) 분야에서 선도적인 기술력을 보유하고 있는 (주)루비(이하 루비)와의 M&A를 추진, 동년 10월에 인수합병을 완료했다. 동사는 루비 고유의 셀 밸런싱 기술인 4G BMS를 기반으로 ESS, UPS 제품군의 경쟁력을 강화하는 한편, 4G BMS 기술을 기반으로 한 다양한 파생 비즈니스를 전개하고 있다. 

 

세계 8개국 특허 등록된 ‘4G BMS’

일반적으로 배터리 또는 ESS는 다수의 에너지셀들이 하나의 모듈로 패키징돼 있기 때문에 셀 간 용량, 내저항, 전압 등의 편차가 발생될 수 있다. 이 같은 셀 간 불균형으로 인해 충·방전 시 배터리로서는 활용될 수 없는 영역이 발생될 수 있으며, 셀 간 편차가 발생된 상황에서 배터리를 충전할 경우 일부 셀들은 과전압으로 충전돼 전극이 손상될 수 있다. 이는 곧 ESS, UPS 등 배터리가 적용된 디바이스의 수명 단축과 성능의 저하로 직결된다.  

각각의 셀을 밸런싱하는 4G BMS 기술


이를 해소하기 위해 사용되는 것이 BMS 기술이다. 그러나 기존의 BMS 셀 밸런싱 방식은 셀 불균형 발생 시 전압이 높은 셀을 방전하는 방식을 채택하고 있으며, 이때 셀 밸런싱 전압이 배터리 SOC에 따라 변화돼 일정하지 않다는 문제가 있었다. 즉, 셀 밸런싱 방전 전류로 인해 방전된 에너지 때문에 2차적인 셀 불균형이 발생되고, 셀 편차가 여전히 지속되는 상태에서 충전을 실시하게 됨으로써 전압이 높은 셀이 과전압 충전에 노출된다는 문제점이 존재한다는 뜻이다.


HLB파워의 4G BMS는 이 같은 문제점을 획기적으로 극복했다. 4G BMS는 셀 불균형 발생 시 전압이 낮은 셀을 개별적으로 CC/CV 제어하면서 보충 충전을 실시, 모든 셀들이 동일한 전압으로 밸런싱되도록 하는 기술이다. 배터리 모듈을 밸런싱하는 일반적인 BMS와 달리 배터리 내 셀을 각각 밸런싱하는 4G BMS는 모든 셀들이 동일한 설전전압으로 밸런싱된다는 강점이 있다. 

 

4G BMS 기술이 적용된 ESS & UPS

HLB파워의 ESS와 UPS는 4G BMS 기술이 적용됨으로써 세계적인 수준의 내구성과 성능을 확보했다. 또한 고객들의 다양한 니즈에 대응하기 위한 리튬이온 배터리 기반의 ESS 및 UPS, UPS 기능이 접목된 하이브리드 ESS 등을 공급하고 있다. 

 

HLB파워는 리튬이온폴리머, 리튬이온인산철 등 다양한 타입의 ESS 및 UPS를 제조하고 있다. 


특히 UPS의 경우, 기존에는 가격적 강점이 있는 납축전지로 제조됐었지만 최근 리튬이온 배터리를 적용하는 사례가 증가하고 있는 상황으로, HLB파워 강철규 부장은 “UPS는 전력 공급이 중단됐을 때 임시로 전원을 공급하기 위한 대체 전력 장치로서, 최근 정전 시 치명적인 영향을 받는 모든 산업 분야에서 리튬이온 배터리를 활용한 UPS의 수요가 증가하고 있다”라며 “기존에 납축전지로 제조된 UPS는 부피가 크고, 수명이 3년가량으로 짧다. 그러나 리튬이온 배터리를 활용할 경우 수명이 약 5배인 15년까지 증가하기 때문에 한국전력을 비롯한 철도공사, 국가전산센터 등 국가 주요 관공서 시설뿐만 아니라 대학교와 같은 산학기관, 민간기업인 정보통신사, 증권사 및 은행 전산센터, 나아가 메가박스, CGV, 롯데시네마와 같은 대형 영화관 등에서도 이미 리튬이온 배터리를 이용한 UPS로 전환되고 있는 추세”라고 설명했다.


HLB파워는 현재 리튬이온폴리머 타입과 리튬이온인산철 타입의 배터리를 적용한 ESS 및 UPS도 함께 공급하고 있다. 리튬이온폴리머 배터리가 표준처럼 사용되고 있는 국내 시장에서 보기 드문 경쟁력이다. 강 부장은 “당사는 리튬이온폴리머 및 리튬이온인산철 배터리 모두에 4G BMS를 접목할 수 있는 기술력을 확보했다”라며 “중국, 동남아 등 열대지방의 경우 리튬이온인산철 배터리를 많이 사용하고 있다. 리튬이온인산철 배터리는 리튬이온폴리머 배터리 대비 내열성이 강해 폭발, 화재 등의 위험이 없고, 가격 경쟁력 또한 우수하다.”라고 강조했다. 

 

전기자동차 폐 리튬이온 배터리를 재생하다
앞서 언급했던 바와 같이 HLB파워는 4G BMS를 리튬이온폴리머 및 리튬이온인산철 배터리 모두에 적용할 수 있는 기술을 기반으로 리튬이온 배터리를 활용한 ESS와 UPS를 공급하고 있다. 그러나 이 제품군들은 배터리 모듈 당 하나의 제어기를 탑재하는 것이 아닌, 개별 셀 모두에 제어기를 탑재해야 되는 구성으로 인해 비교적 가격이 높다는 문제가 있었다. 


이에 HLB파워는 범용성을 확보하기 위해 새로운 비즈니스 모델을 전개하고 있다. 바로 최근 다방면에 사용되고 있는 리튬이온 배터리들을 재활용하는 방안이다. 한 번의 충전으로 배터리 모듈 내 모든 셀들을 밸런싱할 수 있는 4G BMS 기술을 확보하고 있기에 가능한 방법이다. 


최근 전기자동차를 비롯해 리튬이온 배터리가 적용되는 분야가 점차 확장되고 있지만, 이에 따라 발생되는 폐 리튬이온 배터리(이하 폐배터리)를 처리하기 위한 방안이 미흡한 실정이다. 실제로 현재 폐배터리는 지자체에서 수거하고 있으며, 올해 하반기에나 폐배터리에 대한 관련 정책이 마련될 것으로 예상된다. 강 부장은 “폐배터리가 점차 증가하고 있지만, 이를 재활용할 방안이 마땅치 않다”라며 “이에 동사는 전기자동차(Electric Vehicle, EV) 폐배터리를 재생해 ESS, UPS를 제조함으로써 리튬이온 배터리 ESS 및 UPS 제품군의 가격 경쟁력을 확보할 계획”이라고 밝혔다. 

 

차세대 EV배터리 품질 분석기 및 충·방전시스템


이 폐배터리를 재활용하기 위해서는 잔여 용량을 측정하고, 사용 가능한 셀과 불가능한 셀을 구분하는 기술이 필요하다. 이에 HLB파워는 특화된 기술로 배터리 충·방전 시스템을 구축, 이 시스템을 통해 배터리 내 단위 셀들의 품질을 개별적으로 측정해 재생 가능한 셀을 추출한다. 


최근 국내 대기업 완성차 메이커가 오는 2021년까지 자사 전기차 폐배터리를 이용한 ESS를 개발한다는 목표를 발표했는데, HLB파워는 이미 이 기술을 확보하고 있는 것이다. 강 부장은 “당사는 이미 폐배터리를 UPS, ESS 등 다른 2차 산업으로 재활용하기 위해 필요한 품질 분석 및 충·방전 시스템 기술을 보유하고 있는 상황”이라며 “최근 리튬이온 배터리 시장이 급속하게 발전함에 따라 이 기술을 본격적으로 사업화하고 있다”라고 귀띔했다. 


한편 HLB파워는 폐배터리 재생 사업과 더불어 폐배터리를 재생하기 위한 모니터링 및 충·방전 시스템을 올인원 형태로 공급할 계획이다.


강 부장은 “현재 배터리 재생 업체들은 납축전지 재생을 전문으로 하고 있다. 그러나 HLB파워의 리튬이온 배터리 모니터링 및 충·방전 올인원 시스템을 사용하면 리튬이온 배터리 상용화 시대에 진정한 재생 업체로 거듭날 수 있을 것”이라고 강조했다. 


뿐만 아니다. 그는 그리드의 연결 없이 포터블 배터리를 이용해 완제품을 생산하는 다양한 산업 분야에 종사하는 여러 제조사들의 A/S센터에서도 수요가 발생할 것으로 예측했다. 강 부장은 “최근 스마트폰뿐만 아니라 가전·전자제품, 장난감, 산업용 장비 및 공구 등에도 리튬이온 배터리가 사용되고 있는데, 배터리 문제가 발생했을 경우 이를 측정하기 위한 시스템이 필요하다”라며 “이 밖에도 레저 및 캠핑용 라이트, 재난재해 대응 UPS, 태양광 ESS 메인터넌스 등 다각적인 비즈니스 확장이 가능하다”라고 역설했다.  

 

2조 원 시장 규모, 조선업 겨냥한 친환경 탈황설비 ‘선박용 SOx 댐퍼’

HLB파워는 리튬이온 배터리 시장과 더불어 선박 분야에서도 기술력을 과시했다. 최근 동사는 선박용 황산화물 스크러버(SOx Scrubber, 이하 SOx 스크러버)에 사용되는 2웨이(Way) 및 3웨이 댐퍼를 설계, 제작하는데 성공했다. 스크러버란 액체를 이용해 가스 속에 부유하는 고체 또는 액체 입자를 포집하는 장치로서, 최근 수요 급증이 예상되는 분야 중 하나이다. 강 부장은 “기존 제품에 새로운 기술을 접목함으로써 최적화된 제품을 개발했다”라며 “협소한 공간에서 실용적인 성능을 발휘할 수 있도록 3D모델의 최적 설계를 제공하며, 지난 25년간의 설계 및 제조 노하우를 기반으로 고객사가 요구하는 다양한 사양을 만족시키고 있다”라고 설명했다.

 

HLB파워가 국내 최초로 설계·납품한 선박용 SOx 댐퍼(사진. 에이치엘비파워 주식회사)


화력, 복합화력, 원자력발전소 댐퍼 업계의 선두주자인 HLB파워는 지상에 구축된 발전소 댐퍼에 이어 조선 업계 선박용 탈황댐퍼의 설비 및 제조 능력까지 갖추며 조선 산업에도 진출했다. 


최근 지구 온난화에 더불어 각국에 입항하는 모든 선박은 기존에 환경에 유해한 황가스를 배출하고 있고 이와 더불어 국제해사기구(IMO)에서는 오는 2020년부터 선박 황산화물 배출 기준을 현행 3.5%에서 0.5%로 제한하는 국제 선박 연료 및 가스를 차단 규제를 발효했다. 우리나라 조선업계는 이 같은 정책에 부합하기 위해 그간 해외 기술 및 제품을 도입해왔는데, 최근 HLB파워가 발전소용 댐퍼 노하우를 기반으로 조선업계에 선박용 Sox 댐퍼를 설계·납품한 것이다. 이는 국내 최초로 선박용 SOx 스크러버에 설치되는 댐퍼를 설계·납품한 사례이다. 
동사는 2018년 1월 초 첫 납품 사례 이후 현재 100대 이상의 SOx 스크러버 댐퍼를 수주, 납품할 예정이다. 

 

컨테이너선박과 디젤승용차량 SOx 배출량 비교(자료. KMI동향분석)


한편 한국해양수산개발원에 따르면, 현재 운항 중인 국내 외항선박 890척 중 28%에 해당하는 248척이 고효율 친환경 선박으로의 교체가 시급한 상황으로, 컨테이너 선박 1척이 배출하는 SOx 배출량은 무려 디젤 승용차 5천만 대 규모에 달할 정도로 심각한 실정이다.


강 부장은 “HLB파워 추산 선박용 탈황설비는 약 2조 원 시장 달하는 시장으로, 친환경 발전 에너지 전문 기업으로서의 잠재 성장력이 높을 것으로 판단된다”라고 전했다.  
 

정대상 기자
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