데이터 센터의 리튬 배터리 : 안전 및 규정 준수를 위한 엔지니어링

데이터 센터의 리튬 배터리: 안전 및 규정 준수를 위한 엔지니어링

Chris Egloff , November 25, 2025

리튬 이온 배터리 백업 장치의 격납 케이스는 열 관리, 구조적 강도, 무게 최적화, 내식성을 향상시키도록 설계될 수 있습니다.

 

*  많은 데이터 센터에는 위험을 줄이기 위한 위험물 보관실이 부족하여 리튬 배터리 보관이 복잡해지고 있습니다.
*  맞춤형 엔지니어링과 엄격한 테스트를 통해 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다.
*  국제소방규정은 포장 단계에서 배터리를 담는 대안을 제시합니다.

 

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[ 아메리카스 ]

 

데이터 센터의 리튬 배터리: 안전 및 규정 준수를 위한 엔지니어링

Chris Egloff , November 25, 2025

리튬 이온 배터리 백업 장치의 격납 케이스는 열 관리, 구조적 강도, 무게 최적화, 내식성을 향상시키도록 설계될 수 있습니다.

 

*  많은 데이터 센터에는 위험을 줄이기 위한 위험물 보관실이 부족하여 리튬 배터리 보관이 복잡해지고 있습니다.
*  맞춤형 엔지니어링과 엄격한 테스트를 통해 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있습니다.
*  국제소방규정은 포장 단계에서 배터리를 담는 대안을 제시합니다.

 

데이터 센터 는 컴퓨팅 성능에 대한 끊임없는 수요 증가로 인해 전 세계에서 가장 빠르게 성장하는 시장 중 하나입니다. AI 워크로드가 증가하고 서버 랙이 점점 더 고밀도화됨에 따라, 데이터 센터는 용량 부족뿐만 아니라 운영 유지에 필요한 막대한 에너지 소비로 어려움을 겪고 있습니다.

 

글로벌 시장조사기관 프로스트 앤 설리번(Frost and Sullivan) 에 따르면 2020년 데이터 센터의 약 15%가 리튬 이온 배터리를 사용했으며 , 2025년까지는 데이터 센터의 약 40%가 리튬 이온 배터리를 사용할 것으로 예상됩니다. 무정전 전원 공급은 단순히 서버를 온라인 상태로 유지하는 것만을 의미하지 않습니다. 이는 하이퍼스케일 시설의 분당 수백만 달러의 처리 가치와 직결됩니다.

전통적으로 무정전 전원 공급 장치(UPS) 시스템과 시설 전체에 설치된 배터리 뱅크가 백업 전원을 제공해 왔습니다. 그러나 최근 들어 많은운영자들이 서버 단위에 리튬 이온 배터리를 설치하기 시작했습니다 . 이러한 배터리 백업 장치 (BBU)는 정전 발생 시 즉각적인 전력을 공급하여 대규모 백업 시스템이 가동될 때까지 중요한 전력 부족을 해소합니다 .

 

리튬 배터리가 방정식을 바꾸는 이유

 

서버 수준 BBU는 주요 혁신이지만, 데이터 센터에 새로운 차원의 위험을 초래합니다. 과거에는 이러한 시설에 유해 물질이 거의, 아니 아예 없었습니다. 데이터 센터는 신뢰성과 수명을 위해 랙 수준 BBU를 리튬 이온 배터리로 빠르게 전환하고 있지만, 이러한 전환은 시설의 위험 프로필을 근본적으로 변화시킵니다.

많은 데이터 센터, 특히 오래된 데이터 센터는 위험물 보관실 을 설계하지 않았습니다. 위험물 보관실은 2시간 방화 장벽, 매립형 바닥, 위험 물질 취급이 가능한 스프링클러 시스템을 갖춘 특수 공간입니다. 이러한 인프라가 없으면 운영자는 소방법 및 보험 요건을 준수하기 위해 리튬 배터리를 외부에 보관해야 하는 경우가 많습니다.

 

이로 인해 일상적인 교체를 위해 배터리를 운반하는 과정에서 운영 속도가 느려지고 위험이 증가하는 등 물류상의 어려움이 발생합니다. 또한, 배터리 백업 저장 또는 교체가 필요할 때마다 일회용 포장재를 교체하고 관리해야 하며, 위험 물질 규정으로 인해 운송 및 보관량이 제한되는 문제도 발생합니다.

 

[ 배터리 백업 장치로 가득 찬 벽. 아메리카 ]

 

위험 이해 : 열 폭주

 

핵심 위험 요소는 열 폭주입니다. 이는 리튬 전지가 에너지를 빠르게 방출하여 강렬한 열과 불꽃을 발생시키는 현상입니다. 이로 인해 온도가 더욱 상승하고 반응 속도가 더욱 빨라집니다. 클린룸과 같은 환경 내에서는 화재나 연기 발생 시 운영이 중단되어 막대한 재정적 손실을 초래할 수 있습니다. 가동 중단 시간 외에도, 통제되지 않은 열 사고는 직원 안전과 구조적 손상을 초래할 수 있습니다. 

 

[ 아메리카스 ]

 

규정 준수 경로로서의 패키징 

 

국제 소방 규정 (IFC)은 한 가지 잠재적 해결책을 제시합니다. 리튬 이온 배터리의 위험을 포장 단계에서 완전히 차단할 수 있다면, 시설은 외부 보관 요건에서 벗어날 수 있습니다. 이를 위해 포장은 UL9540A, 포장 지침 P911, G27을 포함한 엔지니어링 표준 및 규정을 기반으로 전체 열 폭주 사고 발생 시 여러 기준을 충족해야 합니다. 2025년은 다음을 포함한 시스템 수준의 화재 시험을 통해 배터리 에너지 저장 안전성에 대한 새로운 기준을 제시합니다. 

*  최대 온도 이벤트 동안 용기에서 화염이 빠져나가지 않습니다.
*  배터리 분해 중 발사체 방출 없음
*  열 이벤트 동안 포장의 구조적 무결성이 유지됩니다.
*  주변 재료가 발화하지 않도록 외부 온도를 제어합니다 .
*  가스 배출은 점유 공간에서 독성 배출물을 안전하게 멀리 보내는 데 성공했습니다.

 

격납 엔지니어링 : 재료 및 구조

최신 리튬 이온 배터리 격납 케이스는 정교한 엔지니어링 솔루션을 제공합니다. 재료 공학적 접근 방식은 다양하고 때로는 상충되는 요구 사항의 균형을 유지합니다.

*  외부 표면 과열을 방지하기 위한 열전도도 관리
*  배터리 열 폭주 시 발사체와 가스 압력을 억제하는 구조적 강도
*  운영 처리 및 운송 효율성을 위한 중량 최적화
*  데이터 센터 환경에서 장기 내구성을 위한 내식성

이러한 요구 사항을 충족하려면 일반적인 스토리지 솔루션을 훨씬 뛰어넘는 맞춤형 엔지니어링과 엄격한 테스트가 필요합니다. 테스트 엔지니어는 제품이 표준 및 인증을 충족하고 초과 달성할 수 있도록 데이터 센터의 고유한 요구에 맞춰 테스트 전략을 맞춤화해야 합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

배터리별 검증. 데이터 센터 환경에 배치된 실제 BBU를 사용하여 테스트하여 실제 적용 가능성을 보장합니다. 컨테이너는 랙 수준에서 사용되는 리튬 이온 배터리에 맞춰 설계되었으며, BBU를 빠르고 쉽게 배치하고 보관할 수 있도록 설계되었습니다.

*  열 폭주 시작 . 단일 셀이 의도적으로 고장으로 몰리는 상황.
*  전파 모니터링 . 목표는 한 BBU가 열 폭주에 빠지도록 하는 동시에 인접 유닛은 영향을 받지 않도록 하는 것입니다.
*  결과 측정 . 화염 차단, 투사체 방지, 용기 무결성, 외부 열 수준 등이 모두 평가됩니다.

 

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실제 세계 테스트 프로토콜

 

케이스는 열 폭주 현상에 대한 성능을 테스트해야 합니다. 

 

Battery Backup Unit (BBU)/ Battery Energy Storage System (BESS) Thermal Runaway Containment Test

 

테스트 방법에는 다음이 포함됩니다.

 

1. 배터리별 검증. 데이터 센터 환경에 배치된 실제 BBU를 사용하여 테스트하여 실제 적용 가능성을 보장합니다. 컨테이너는 랙 레벨에서 사용되는 리튬 이온 배터리에 맞춰 BBU를 빠르고 쉽게 배치하고 보관할 수 있도록 설계되었습니다. 

 

위 영상에서는 온도 모니터링 , 압력 상승 및 보관 성능을 실제 데이터 오버레이를 통해 보여주는 타임랩스 열 폭주 테스트를 확인할 수 있습니다. 이 작업에 참여한 제조업체인 Americase는 업계에 실용적인 솔루션이 필요했기에 이러한 보호 컨테이너를 개발했습니다. Americase의 설계는 파트너사에서 사용하는 것과 동일한 배터리로 직접 테스트되어, 고장 발생 시 위험이 패키지 내부에 완전히 격리되도록 보장합니다.

2. 열 폭주 시뮬레이션. 제어된 열 폭주 개시는 10Hz 샘플링 속도로 데이터를 수집하는 수정된 UL 9540A 절차를 따릅니다. 외부 온도 모니터링을 통해 주변 물질의 자연 발화 임계치 이하로 유지됩니다.

3. 전파 분석. 열 전파 과정은 열 폭주로 인한 열이 주변 셀로 전파될 때 각 셀의 전압과 온도를 측정하여 검증합니다. 엔지니어링 목표는 완벽한 열 절연입니다. 즉, 하나의 BBU를 완전히 분해하면서도 주변 유닛은 영향을 받지 않도록 하는 것입니다.

4. 성능 검증. 주요 측정 항목에는 최대 외부 표면 온도, 내부 압력 피크, 가스 배출 성분, 그리고 열 발생 과정 전반의 구조적 무결성 등이 포함됩니다. 테스트를 통해 데이터 센터는 소방서장, 보험사, 감사관에게 규정 준수 증빙 자료로 제시할 수 있는 문서를 생성합니다.

테스트가 성공하면 데이터 센터에서 소방관, 보험사 또는 감사원에 규정 ​​준수 및 위험 완화 증거로 제시할 수 있는 보고서가 생성됩니다.

 

[ 배터리 백업 장치에서 화재가 발생했습니다. AMERICASE ]

 

Open Compute Project 통합

현대 데이터 센터는 오픈 컴퓨트 프로젝트(OCP)와 같은 이니셔티브를 통해 표준화된 하드웨어 설계를 점점 더 많이 채택하고 있습니다. 

OCP는 데이터 센터를 위한 오픈소스 하드웨어 설계에 중점을 둔 협력 이니셔티브입니다. 독점 시스템과 달리 OCP는 상호 운용성, 효율성 및 확장성을 향상시킵니다.

OCP의 오픈 랙 설계 ORV2, ORV3 및 ORV3-HPR을 준수하는 엔지니어링된 격납 솔루션은 표준화된 데이터 센터 인프라와의 호환성을 보장합니다. 이러한 통합을 통해 운영 효율성이나 업계 표준화 노력에 지장을 주지 않고 안전 솔루션을 원활하게 구축할 수 있습니다.

 

움직이는 표적 : 증가하는 에너지 밀도

 

서버 전력 수요가 증가함에 따라 엔지니어링 과제는 계속해서 진화하고 있습니다. BBU는 150~300와트시에서 500와트시 이상으로 증가하고 있으며, 일부 애플리케이션은 장치당 1,000와트시에 육박합니다. 배터리 용량이 커질수록 에너지 밀도도 높아지고, 고장 발생 시 극심한 열 발생도 증가합니다.

 

고급 모니터링 및 예측 시스템 

 

차세대 방호 솔루션은 스마트 모니터링 기능을 통합합니다. 조기 경보 시스템, 가청 경보, 소화 장치는 예측 안전 시스템의 획기적인 발전을 보여줍니다.

머신러닝 알고리즘은 배터리 테스트에서 얻은 방대한 양의 데이터를 분석하여 고장을 더욱 정확하게 예측할 수 있습니다. 이러한 AI 기반 시스템은 임박한 고장을 나타내는 신호를 식별하여 열 폭주가 발생하기 전에 선제적인 개입을 가능하게 합니다.

 

경제적 및 운영적 영향

 

엔지니어링된 격리 솔루션의 사업적 타당성은 매우 설득력이 있습니다. 전용 방화 저장실이나 외부 시설은 기능과 안전성을 유지하기 위해 상당한 투자와 지속적인 유지관리가 필요합니다. 반면, 패키징 수준의 격리는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

*  운영 효율성 . BBU 케이스는 서버 옆에 보관됩니다. 
*  보험료 절감 . 문서 테스트를 통한 위험 완화 효과 입증.
*  지속 가능성의 이점 . 기존의 나무 또는 판지 일회용 상자가 필요 없어 폐기물과 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있습니다. 
*  장기 투자 수익률 . 알루미늄 구조와 아연 도금 강철 힌지를 사용하여 최대 내구성과 투자 수익률을 보장하며, 10년 이상의 현장 수명과 무제한 사용 주기를 보장합니다. 

 

미래 엔지니어링 방향

 

다음과 같은 여러 가지 기술 개발로 인해 격납 엔지니어링이 재편되고 있습니다.

*  첨단 소재 . 열 관리를 위한 차세대 상변화 소재와 공간 효율적인 설계를 위한 에어로젤 단열재를 개발하는 동시에, 주요 구조 소재로 산업용 강도의 알루미늄을 사용합니다.
*  스마트 화재 진압 . 리튬 배터리 화재에 효과가 없는 기존 화재 진압제 대신, 열적 특성을 기반으로 표적 냉각을 구현하는 엔지니어링 시스템입니다.
*  모듈식 설계 . 리튬 이온 배터리 또는 제품 형태, 크기, 수량, 사양 등 고유한 요구 사항에 맞춰 맞춤 설계가 가능하며, 검증된 동일한 열 차단 기능을 제공합니다.
*  통합 운송 솔루션 . 시설 간 배터리의 원활한 이동을 가능하게 하는 시스템과 프로세스를 통해 물류 복잡성을 줄이는 동시에 안전 기준을 유지합니다.

 

[ 리튬 배터리 팩을 위한 캐비닛. AMERICASE ]

 

결론 : 데이터 센터 안전의 미래 설계

 

서버 레벨의 리튬 이온 배터리는 데이터 센터에 탁월한 복원력을 제공하지만, 이러한 시설에서는 이전에는 존재하지 않았던 엔지니어링 과제를 야기합니다. 점점 더 많은 데이터 센터가 리튬 이온 기술을 도입함에 따라 안전은 더욱 중요해지고 복잡해지고 있습니다.

산업용 알루미늄 구조에서 정교한 열 모델링에 이르기까지 엔지니어링된 격리 솔루션의 진화는 업계에 있어 다학제 엔지니어링 접근 방식이 얼마나 중요한지를 보여줍니다. 

배터리 용량이 계속 커지고 도입이 가속화됨에 따라, 재료 엔지니어링, 열 관리 및 격납 설계 분야의 지속적인 혁신은 데이터 센터가 규정 준수나 가동 시간을 저해하지 않고 안전하게 리튬 기술을 도입할 수 있도록 하는 데 필수적입니다.

리튬 BBU 배치를 평가하는 엔지니어의 경우, 앞으로 나아가기 위해서는 소방관과의 조기 협력, 포괄적인 시설 위험 평가, 그리고 조달 과정에서 엄격한 테스트를 거친 격납 솔루션의 사양이 필요합니다. 데이터 센터 인프라의 미래는 안전을 사후 고려 사항이 아닌 근본적인 설계 요건으로 간주하는 협력적인 표준 개발 및 엔지니어링 우수성을 통해 이러한 열 관리 과제를 해결하는 데 달려 있습니다.

 

기술 표준에 관하여

 

본 논문은 SAE 국제 G-27 위원회, 유엔 위험물운송분과위원회, 그리고 UL 표준 개발팀이 진행 중인 연구를 참고합니다. 이는 데이터 센터, 항공우주 및 배터리 산업 전반의 협력을 통해 리튬 배터리 격납 시스템에 대한 포괄적인 안전 프레임워크를 구축하기 위한 노력의 일환입니다. 논의되는 엔지니어링 솔루션에는 항공우주 등급 소재와 중요 데이터 센터 인프라 애플리케이션에 적합한 테스트 프로토콜이 통합되어 있습니다.

 

About the Author

 

Chris Egloff

Vice President of Strategic Business Opportunities , Americase

Chris Egloff is Vice President of Strategic Business Opportunities at Americase and brings over 15 years of sales expertise as a global leader in the custom design and manufacture of cutting-edge protection containers for the transportation and storage of hazmat and high value goods. Chris is a member of multiple industry and standards organizations, including Council on Safe Transportation of Hazardous Articles (COSTHA), The Rechargeable Battery Association (PRBA), Danger Goods Advisory Council (DGAC), and UN Sub Committee on the Reclassification of Lithium ion and Metal Cells. He is also an SAE G-27 and SAE J3303 writing and voting member and an advisor for the Medical Device Transport Council (MDTC). 

 

 

 

선진상사는
사업장 비배출 시설계 폐기물 관련 허가업체로서
ESS 배터리 매입, ESS 배터리 수거, ESS 배터리 장비를 철거합니다.

​또한 리튬 이온 배터리 (Lithium-ion Battery), 전기차 배터리 및 2차 폐축전지 , 2차 전지, 골프카 배터리, 전동공구 배터리, 전동보드 배터리, 전기자전거 배터리, 인산철 배터리 등 배터리 수거전문 업체입니다.

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​* ESS 배터리 ( Energy Storage System , 에너지 저장장치 )
* UPS 배터리 ( Uninterruptible Power Supply , 무정전 전원 공급 장치 )
* LFP 배터리  ( Lithium Iron Phosphate ,  리튬인산철 )
* EV   배터리  ( Electric Vehicle , 전기차 )
* BMS  (Battery Management System , 배터리 관리 시스템)
* EMS  (Energy Management System . 에너지 관리 시스템)
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[선진상사의 미8군과 리튬이온 배터리 관련 계약,하청업체 자료입니다.]

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전기버스 (Lithium iron phosphate battery)배터리 및 바다열차 (Lithium-ion battery)배터리 수거하였습니다.

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전산실 UPS 배터리 철거,ESS 배터리 철거 및 전기 자전거(공유 자전거) 배터리,퀵보드 배터리 수

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전기차(EV)리튬이온 배터리,전기차(EV)인산철 배터리,UPS 배터리,원통형 배터리,보조 배터리 분리

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폐배터리 수거업체입니다 (리튬 이온 배터리 버리는 방법 ,폐기 방법)

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가나배터리

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