IEC 62660 전기차 리튬이온 셀 시험규격｜성능·신뢰성·안전 기준

전기자동차용 리튬이온 셀의 데이터시트나 시험자료를 보면 IEC 62660이라는 규격을 볼 수 있습니다.

IEC 62660은 전기자동차의 구동용 배터리에 사용하는 리튬이온 셀과 셀 블록의 성능·신뢰성·안전성을 평가하기 위한 국제규격 시리즈입니다.

가장 간단하게 보면

IEC 62660-1 = 성능·수명시험

IEC 62660-2 = 신뢰성·오용시험

IEC 62660-3 = 안전시험

으로 구분할 수 있습니다.

IEC 62660은 어떤 배터리에 적용될까?

IEC 62660 시리즈는 전기 도로차량의 추진용으로 사용하는 충전식 리튬이온 셀을 주요 대상으로 합니다.

대표적으로

전기자동차 BEV
하이브리드 자동차 HEV

등의 구동 배터리에 사용되는 셀을 평가합니다.

중요한 점은 IEC 62660이 주로 개별 셀 또는 셀 블록 수준의 시험규격이라는 것입니다.

완성된 차량용 배터리팩 전체의 모든 안전성을 하나의 IEC 62660 시험만으로 평가하는 것은 아닙니다.

IEC 62660-1은 무엇을 시험할까?

IEC 62660-1은 전기차용 리튬이온 셀의 성능과 수명 특성을 평가합니다.

대표적으로 확인하는 항목은

용량
출력성능
에너지 밀도
출력 밀도
저장수명
사이클 수명

등입니다.

예를 들어 전기차 배터리에서 셀 하나가 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는지, 얼마나 큰 출력을 낼 수 있는지, 충·방전을 반복했을 때 성능이 어떻게 변화하는지 확인하는 데 사용됩니다.

즉 IEC 62660-1은 얼마나 잘 작동하는가를 평가하는 규격이라고 이해하면 쉽습니다.

Capacity 시험은 무엇일까?

Capacity는 셀이 저장하고 방출할 수 있는 전기량을 의미합니다.

보통

Ah(Ampere-hour)

단위로 표시합니다.

예를 들어 50Ah 셀이라면 지정된 시험조건에서 일정한 전류를 방전했을 때 얻을 수 있는 전기량을 평가합니다.

다만 실제 Capacity는

온도
방전전류
충전상태
셀의 열화상태

등에 따라 달라질 수 있습니다.

따라서 데이터시트의 Ah 숫자만 보는 것보다 어떤 시험조건에서 측정한 용량인지 확인하는 것이 중요합니다.

IEC 62660-2는 무엇이 다를까?

IEC 62660-2는 Reliability and Abuse Testing, 즉 신뢰성과 비정상 사용조건에서 셀이 어떻게 반응하는지를 평가합니다.

전기차는 주행 중 진동과 온도변화, 충·방전 등 다양한 환경에 노출됩니다.

또한 비정상 상황에서는

과충전
강제방전
외부 단락

같은 문제가 발생할 가능성도 있습니다.

IEC 62660-2는 이러한 조건에서 셀의 반응을 관찰하고 배터리 시스템을 설계하는 데 필요한 기본 데이터를 얻는 것을 목적으로 합니다.

신뢰성 시험에서는 무엇을 볼까?

IEC 62660-2에서는 셀의 정상적인 사용환경뿐 아니라 비정상적인 조건에서의 거동도 확인합니다.

대표적으로

온도변화에 대한 내성
기계적인 충격과 진동
과충전 상태
강제방전
전기적·열적 오용조건

등을 평가할 수 있습니다.

시험 후에는 셀이

누액
파열
화재
폭발

등 어떤 상태를 보이는지 분류해 배터리팩과 시스템 설계에 활용합니다.

IEC 62660-3은 안전규격이다

IEC 62660-3은 전기차용 리튬이온 셀과 셀 블록의 안전성에 초점을 맞춘 규격입니다.

2022년판은 정상적인 전기차 운행뿐 아니라 합리적으로 예상할 수 있는 오사용이나 사고상황에서의 기본 안전성능을 평가합니다.

중요한 전제는 셀이 제조사가 지정한

전압
전류
온도

범위 안에서 배터리팩과 시스템에 올바르게 사용된다는 것입니다.

즉 셀 자체뿐 아니라 실제 차량 배터리 시스템의 BMS와 열관리 시스템 등도 전체 안전에서 중요한 역할을 합니다.

62660-2와 62660-3은 비슷하지 않을까?

두 규격 모두 비정상 상황을 다루기 때문에 비슷하게 느껴질 수 있습니다.

하지만 목적에 차이가 있습니다.

IEC 62660-2

셀의 신뢰성과 Abuse Behaviour를 관찰해 배터리팩 설계에 필요한 정보를 제공

IEC 62660-3

셀과 셀 블록이 만족해야 하는 안전성 시험절차와 합격기준을 규정

이라고 구분할 수 있습니다.

즉 62660-2는 어떻게 반응하는가를 평가하는 성격, 62660-3은 안전 요구사항을 만족하는가를 평가하는 성격이 더 강합니다.

IEC 62660과 IEC 62619의 차이

앞에서 살펴본 IEC 62619와도 적용대상이 다릅니다.

IEC 62619

ESS, UPS, AGV, 산업설비 등 산업용 리튬배터리

IEC 62660

전기자동차와 하이브리드 자동차의 구동용 리튬이온 셀

을 중심으로 합니다.

따라서 리튬배터리 안전규격이라는 이유만으로 동일하게 보면 안 됩니다.

배터리가 실제로 어디에 사용되는 제품인지에 따라 적용규격이 달라질 수 있습니다.

UN 38.3과도 목적이 다르다

IEC 62660과 UN 38.3도 서로 다른 시험입니다.

IEC 62660 = 전기차 구동용 셀의 성능·신뢰성·안전

UN 38.3 = 리튬배터리의 운송 안전

입니다.

전기차용 셀이 IEC 62660 시험을 만족한다고 해도 실제 운송 과정에서는 별도의 UN 38.3 요구사항이 적용될 수 있습니다.

따라서 제품 시험과 운송시험을 구분해서 확인해야 합니다.

실제 사양은 어떻게 읽을까?

전기차용 셀 시험자료에

IEC 62660-1:2018

IEC 62660-2:2018

IEC 62660-3:2022

라고 표시되어 있다고 가정해보겠습니다.

이를 해석하면

62660-1
성능과 수명 평가

62660-2
신뢰성과 Abuse Behaviour 평가

62660-3
안전성 평가

를 해당 판의 기준으로 시험했다는 의미입니다.

따라서 단순히 IEC 62660 인증이라고 보는 것보다 몇 부(Part)를 어떤 판으로 시험했는지 확인하는 것이 더 정확합니다.

정리

IEC 62660은 전기자동차 구동용 리튬이온 셀을 평가하기 위한 국제규격 시리즈입니다.

핵심은 다음과 같습니다.

IEC 62660-1 = 성능·수명

IEC 62660-2 = 신뢰성·오용시험

IEC 62660-3 = 안전성

따라서 전기차 배터리 셀 자료를 확인할 때는 단순히 IEC 62660이라는 숫자만 보지 말고

Part 번호 → 적용 연도 → 셀·셀 블록 구분 → 시험 목적 → 결과

순서로 확인하는 것이 중요합니다.

참고자료

• IEC 62660-1:2018, Edition 2.0 – Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles – Part 1: Performance testing. 전기차용 리튬이온 셀의 용량, 출력·에너지 밀도, 저장수명 및 사이클 수명 등의 성능시험을 규정합니다. IEC Webstore
• IEC 62660-2:2018, Edition 2.0 – Part 2: Reliability and abuse testing. 전기차용 셀과 셀 블록의 신뢰성 및 오용조건에서의 거동을 평가합니다. IEC Webstore
• IEC 62660-3:2022, Edition 2.0 – Part 3: Safety requirements. BEV·HEV 구동용 리튬이온 셀과 셀 블록의 안전시험 절차와 합격기준을 규정합니다.