"엔비디아가 제시한 차세대 인공지능(AI) 팩토리 '800VDC(직류 기반 전력공급)' 구조에 맞춰 배터리 솔루션을 개발 중입니다."
오경진 LG에너지솔루션 에너지저장장치(ESS) 전력망시스템개발 담당은 23일 화학경제연구원이 개최한 '데이터센터 및 B-ESS 소재 기술 세미나'에서 "엔비디아가 제시하는 800VDC를 적용하면 같은 전력을 공급하더라도 전류가 감소해 케이블 사용량과 발열, 송전 손실을 줄일 수 있어 전체 전력 효율이 향상된다"며 이같이 밝혔다.
현재 데이터센터는 서버 랙까지 415V 교류(AC)를 공급한 뒤 서버 내부 전원공급장치(PSU)에서 필요한 직류 전력으로 다시 변환하는 구조다. 이때 변압기와 무정전전원장치(UPS) 등 여러 설비를 거치면서 전력 손실이 발생한다. 엔비디아는 이 같은 손실을 줄이기 위해 기존 설비를 최대한 활용하면서 단계적으로 800VDC 기반으로 전환하는 방안을 제시하고 있다.
또 AI 데이터센터는 기존 데이터센터보다 전력망에 더 큰 부담을 준다. 오 담당은 "기존 전력계통 서비스는 통상 2초 단위로 내려오는 출력 조정에 대응하지만 AI 데이터센터는 전력 부하가 수백 마이크로초(μs)에서 수밀리초(ms) 단위로 매우 짧은 시간에 급격하게 변하고 서버 랙당 전력 소비도 메가와트(㎿)급으로 커졌다"며 "이 같은 부하 변동은 전력망을 흔들 수 있어 고출력 ESS가 필요하다"고 말했다.
오 담당은 "엔비디아는 AI 데이터센터용 ESS에서 배터리 셀보다 전력변환장치(PCS)에 더 많은 요구사항을 제시하고 있다"며 "배터리는 기존과 같이 안전성을 확보하는 것이 기본 전제지만, ESS 시스템은 계통과 연결된 상태는 물론 정전이나 사고로 계통이 분리되는 상황에서도 안정적으로 전력을 공급할 수 있어야 한다. 이에 따라 AI 데이터센터의 급격한 부하에 대응할 수 있는 제어 기술이 중요해지고 있다"고 언급했다.
LG에너지솔루션은 이에 맞춰 AI 데이터센터용 고출력 ESS 셀 개발을 추진하고 있다. 현재 양산 중인 니켈코발트망간(NCM) 기반의 JP5를 시작으로 2028년 JP6, 2029년 JP7을 순차적으로 선보인다는 계획이다. JP6는 리튬인산철(LFP) 기반으로 고출력과 장수명 특성 강화를 목표로 하며, JP7은 소듐이온 계열의 양극재 기반의 차세대 고출력 셀 로드맵을 제시했다.
아울러 오 담당은 AI 데이터센터용 대용량 ESS 확산과 함께 안전성 검증도 한층 강화되고 있다고 설명했다. 최근에는 국제 안전 규격인 UL9540A 열폭주 시험뿐 아니라 컨테이너 단위의 대규모 화재 시험(Large Scale Fire Test·LSFT)도 실시하고 있다는 것이다. 올해는 UL9540A 6판 기준에 따라 컨테이너 문을 개방한 상태에서 시험을 실시하는 게 특징이다.
그는 "문을 열면 산소 유입이 증가해 화재가 더욱 빠르게 확산되고 화염 규모도 커지는 등 시험 조건이 한층 가혹해진다"며 "시험의 핵심 목적은 화재가 발생한 컨테이너에서 인접 컨테이너로 화재나 열이 전이되지 않는 것을 검증하는 것인데, 시험 결과 발화가 시작된 컨테이너만 전소되고 인접 컨테이너로 화재가 확산되지는 않았다"고 강조했다.