최신 전기차 배터리 팩, e-드라이브 시스템, 실외 에너지 저장 캐비닛은 모두 금속 상자 안에서 고전압과 고전류로 작동한다는 한 가지 약점을 공유합니다. 냉각판도 금속으로 되어 있으며 냉각수, 펌프, 파이프, 차량 또는 ESS 섀시와 직접 접촉합니다. 따라서 냉각판의 표면이 제대로 절연되지 않으면 성능 저하뿐만 아니라 누설 전류, 단락, 수개월 후에 나타나는 느린 부식의 위험이 증가합니다. 이 글에서는 배터리 냉각판 공급업체로서 오늘날 절연에 대해 어떻게 생각하는지, 즉 환경부터 시작하여 올바른 공정을 선택하고 데이터로 검증하는 방법을 보여줍니다.
전기차는 더 이상 저전압, 소형 배터리 시장이 아닙니다. 에 따르면 IEA 글로벌 전기차 전망 2025, 전 세계 전기 자동차 판매량은 계속 증가하고 있으며, 충전 시간과 케이블 손실을 줄이기 위해 고출력 모델이 800V 플랫폼으로 전환되고 있습니다. 동시에 유틸리티 규모의 BESS 프로젝트는 먼지, 염분, 결로 현상이 흔한 열악한 실외 환경에 설치되고 있습니다(미국 DOE ESS 안전 리소스 참조: https://www.energy.gov/oe/energy-storage).
이로 인해 액체 냉각판에는 두 가지 단열 문제가 발생합니다:
시스템 전압이 높을 경우 → 금속 부품이 절연되지 않으면 위험성이 높아집니다.
● 열악한 환경 → 코팅은 물, 염분, 냉각수, 기계적 충격에 견딜 수 있어야 합니다.
따라서 알루미늄 자체가 우수한 열 소재이긴 하지만, 실험실에서뿐만 아니라 실생활에서 팩이 작동할 때 전기 장벽처럼 작동하도록 표면을 처리해야 합니다.
대부분의 배터리 또는 인버터 고객은 단열재를 몇 가지 간단한 방법으로 설명합니다:
“DC 1,000V를 1분간 고장 없이 견딜 수 있습니다.”
“플레이트와 회로 사이의 절연 저항 ≥ 20MΩ(500VDC 기준).”
“물집이 생기거나 접착력이 떨어지지 않고 240시간 동안 소금 스프레이를 통과합니다.”
“모서리와 매니폴드에 바니시 또는 코팅 두께를 일정하게 유지하세요.”
이러한 수치는 일반적으로 IEC 60664-1(절연 조정), EV 배터리용 UL 2580과 같은 잘 알려진 표준 또는 고객의 내부 고전압 안전 규칙(https://webstore.iec.ch 및 https://ulstandards.ul.com)에서 비롯됩니다. 고전압 부품 주변에 냉각수와 금속이 있는 경우 신뢰할 수 있는 유전체 장벽이 필요하다는 논리는 OEM마다 다르게 쓰더라도 동일합니다.
이는 비교적 단순한 모양의 냉각판에 가장 일반적이고 비용 효율적인 옵션입니다.
건조 분말을 사전 처리된 알루미늄 표면에 뿌린 다음 구워 보통 60~120μm 두께의 연속적인 필름을 형성합니다.
필름은 많은 설계에서 1kV DC 테스트를 처리할 수 있을 만큼 충분히 두껍습니다.
다양한 색상과 광택 수준으로 육안으로 쉽게 확인할 수 있습니다.
● 조립 중 기계적 보호 기능이 우수합니다.
날카로운 모서리와 깊은 채널은 코팅이 얇아질 수 있음 → 적절한 반경이 필요한 디자인.
냉각수 호환성 확인 필수: 일부 공격적인 첨가제는 특정 파우더를 서서히 공격할 수 있습니다.
가공 후 수리는 제한적이며 모든 절단이 완료된 후 코팅하는 것이 가장 좋습니다.
아노다이징은 알루미늄 표면을 단단한 다공성 산화물 층으로 변환합니다. 밀봉 후에는 부식에 더욱 강해집니다.
이 처리는 고객이 장기 부식을 먼저 염려하고 절연 층을 유일한 장벽이 아닌 보조 수단으로 주로 사용할 때 주로 선택됩니다. 일반적인 아노다이징 공정 데이터는 https://www.metalfinishingnews.com/aluminum-anodizing-basics 을 참조하세요.
E-코트는 투척력이 매우 뛰어나 좁은 채널과 복잡한 플레이트 형상에도 도달할 수 있습니다.
내부 통로, 헤더 및 매니폴드 영역에 균일한 필름을 적용합니다.
먼저 브레이징 또는 마찰 교반 용접을 하고 나중에 코팅할 플레이트에 적합합니다.
● 안정적이고 자동차 업계에서 검증된 프로세스.
필름 두께는 일반적으로 20~35μm이므로 고객이 매우 높은 유전체 강도를 필요로 하는 경우 필름 두께를 늘리거나 다른 층에 e-코트를 결합합니다.
● 베이킹 온도가 이미 플레이트에 조립된 씰이나 인서트를 손상시키지 않아야 합니다.
E-코트는 자동차 차체 부품 및 열교환기 보호에 널리 사용되며 다음과 같은 공급업체에서 많은 OEM 사양을 찾을 수 있습니다. PPG 또는 Axalta.
전력 전자 냉각판이나 컨버터 베이스 플레이트의 경우 위의 어느 것도 충분하지 않을 때가 있습니다. 작동 지점이 높습니다: 1,200V SiC 모듈, 장치 바로 아래의 냉각수, 매우 작은 연면거리. 여기에서 다음을 선택할 수 있습니다. 알루미늄 판 + 세라믹 또는 폴리머 유전체 시트 + 보호 코팅. 이렇게 하면 열 경로를 짧게 유지하면서 전기 절연을 업그레이드할 수 있습니다.
이는 대형 ESS 및 트랙션 인버터용 IGBT 액체 냉각기에서 볼 수 있는 것과 비슷합니다(다음과 같은 서비스를 제공하는 회사의 참조 제품 참조). SiC/IGBT 모듈). 더 비싸지만 업계가 더 높은 전력 밀도로 이동하는 것을 추적합니다.
배터리 또는 ESS 통합업체가 도면을 보내오면 무턱대고 코팅을 선택하지 않습니다. 먼저 네 가지 사항을 확인합니다:
고객에게 알려드리는 간단한 규칙입니다: 평균적인 조건이 아닌 가장 혹독한 조건에서도 견딜 수 있는 코팅을 선택하세요.. 염분이 많은 도로에서 바닥에 깔린 팩 하나로 수개월 동안 쌓아온 “완벽한” 실험실 테스트 데이터가 파괴될 수 있습니다.
신뢰할 수 있는 단열재를 만들기 위해 고객의 테스트 계획에 맞춰 프로세스를 조정합니다. 일반적인 항목:
냉각판은 종종 라인 끝에서 헬륨 누출 테스트를 하기 때문에 코팅 공정이 테스트 포트를 막거나 잘못된 누출 신호를 생성하지 않도록 합니다.
이러한 추세는 모두 같은 방향을 가리키고 있습니다. 단열재는 더 이상 냉각판의 “있으면 좋은” 추가 기능이 아니라 열-기계-전기 공동 설계의 일부입니다.
요컨대, EV, ESS 및 고전력 전자제품이 모두 더 높은 전압과 더 혹독한 실외 사용을 지향함에 따라 액체 냉각판의 표면을 단순한 금속 부품이 아닌 실제 전기 부품처럼 취급하는 것은 더 이상 타협할 수 없는 문제가 되었습니다. 파우더, 아노다이징, 전자 코팅 또는 복합 스택 중에서 선택하는 것은 단가뿐만 아니라 실제 전압, 냉각수, 환경 및 테스트 계획에 따라야 합니다. XD THERMAL의 가치는 설계와 제조의 중간에서 고객의 도면을 일치시키고, 브레이징 또는 FSW에 따라 올바른 절연/코팅 공정을 실행하며, 유전체, 염수 분무 및 냉각수 테스트를 통해 이를 검증하여 고객이 받는 플레이트가 장기간 작동하기에 충분히 시원하고 전기적으로 안전한지 확인할 수 있다는 점입니다.
