배터리 팩 절연 코트의 절연 저항 판정은 셀 외함, 알루미늄 합금 트레이와 케이스, 버스바 브래킷, 냉각 플레이트 등에 시공된 절연 피막이 차체 및 배터리 안전 표준이 정한 합격 수준을 실링·접지·구조 설계와 함께 만족하는지 심사하는 작업을 말한다. 판정 대상은 도막 자체의 저항 수치가 아니라, 모서리 감손, 기공, 흡습, 기계 충격이 여유율을 얼마나 소모한 뒤에 남는 절연 여유이다.
요약: 다섯 가지 결론
- 합격 기준은 kV/mm 가 아니라 Ω/V 다. GB 18384-2020 의 5.1.4.1 은 최대 작동 전압에서 직류 회로의 절연 저항을 100 Ω/V 이상, 교류 회로를 500 Ω/V 이상으로 규정하며, 직·교류가 도전적으로 연결되면 500 Ω/V 를 적용한다. 800 V 직류 플랫폼이면 환산값은 80 kΩ 이다(본문의 계산 예).
- 도막 본체는 이 기준보다 월등히 강하다(제조사 공개값: 절연 파괴 강도 ≥30 kV/mm, 표면 저항 >1013 Ω). 그러나 팩 측정값은 모든 절연 계면의 병렬 합성이므로 80 kΩ 대의 저저항 경로 한 곳만 있어도 불합격이다. 검증의 무게중심은 재료 수치가 아니라 구조·공정·노화·기계로 옮겨간다.
- 코트는 기계 시험을 받는 안전 부품이 되었다. GB 38031-2025 는 저면 충격 시험을 신설하여 지름 30 mm·질량 10 kg 반구 충격자를 150 J 으로 3회 타격한다. 판정은 누액·케이스 파손·발화·폭발 없음에 더해 절연 저항 요구사항 유지를 함께 요구한다.
- 형식 인증 내전압과 양산 전수 검사 전압은 분리해야 한다. 120–250 μm 두막에서 4,000–6,000 V 급이 공개값이지만, 라인에서는 결함 포착이 목적이므로 2,700–5,000 V DC 수준으로 낮추는 것이 일반적으로 언급된다.
- 스파크 시험 전압은 상한이 아니라 설정 구간이다. 박막에서는 25 μm 당 약 100 V 가 실무 기준이며, 실측한 최소 두막 두께로 설정한다. 보수 후 경보가 사라질 때까지 재 스캔한다.
1. 주요 데이터(단위 포함)
- 절연 저항 문턱: 직류 100 Ω/V, 교류 500 Ω/V, 도전 결합 시 500 Ω/V(GB 18384-2020 의 5.1.4.1).
- 플랫폼 환산(계산값): 400 V → 40 kΩ, 800 V → 80 kΩ. 교류 500 Ω/V 를 적용하면 800 V 에서 400 kΩ.
- 도료 측 공개값: 절연 분체는 절연 파괴 강도 ≥30 kV/mm(IEC 60243-1), 표면 저항 >1013 Ω(IEC 60093), 통상 도막 120–250 μm, 내전압 4,000–6,000 V. UV 경화계는 파괴 전압 25 kV/mm, 1회 약 50 μm.
- 노화 조건(공개값): 85 ℃ / 85 % RH 1,000 시간, 130 ℃ 720 시간, −40 ℃~85 ℃ 열충격 1,500 사이클(1 사이클 20 분), 전해액 침지 1,000 시간.
- 모서리 피막율: 리브와 날개에서 40~60 %. 공칭 두께만큼 여유를 줄여 봐야 한다.
- 기계 인증: GB 38031-2025 저면 충격은 φ30 mm, 10 kg, 150 J, 3회. GB 18384 개정안에서는 차량 바닥 보호 시험(φ150 mm 솔리드 반구, 시속 약 35 km)이 추가되어 30 분 내 전해액 누출 없음, 2 시간 내 발화·폭발 없음, 게다가 절연 저항은 5.1.4.1 을 만족해야 한다(공포 버전 우선).
- 시험 범위: GB 38031-2025 는 셀 7 항목, 팩 또는 시스템 17 항목을 규정하며 염수 분무·습열 사이클·침수를 포함한다. 급속충전 후 안전 시험도 신설되어, 20~80 % SOC 를 15 분 이내 충전하는 셀은 300회 급속충전 사이클 후 외부 단락에서 발화·폭발하지 않아야 한다(업계 해석으로 주행 약 12만 km 상당).
- 전기 관련 부수 요구: 등전위 본딩 접촉 임피던스 ≤0.1 Ω, 동시 접촉 가능한 2.5 m 이내 두 도전부 간 ≤0.2 Ω. 추가 차폐·외함은 10 kPa 이상 하중에서도 소성 변형이 없어야 한다(GB 18384-2020 의 5.1.4.3, 5.1.4.4).
- 방수 등급: 승차실·화물실은 IPXXD, 차외는 IPXXB. 부품 저면이 지상 300 mm 미만이면 IPX7, 300 mm 이상이고 하부 차폐 없으면 IPX5, 차폐 있으면 IPX4(GB/T 4208-2017).
- 시행 시점: GB 38031-2025 는 2025년 3월 28일 공포, 신차 형식승인 2026년 7월 1일, 기승인 차종 2027년 7월 1일부터 적용되며 GB 38031-2020 을 전면 대체한다.
2. 판정은 세 층: 재료, 코트, 시스템
2.1 재료 층: 비교와 로트 관리에만 쓸 수 있다
IEC 60243-1 과 IEC 60093 에 따라 평활 시험편으로 잰 절연 파괴 강도(kV/mm)와 부피·표면 비저항(Ω·cm, Ω) 은 모서리, 기공, 잔류 응력, 조립 손상을 담지 않는다. 수지계 선별과 로트 안정성 감시에는 유효하지만 부품 합격 판정에는 쓸 수 없다.
2.2 코트·부품 층: 실제 출하되는 성능
실부품에서의 내전압과 연속성 검사다. 규정 직류 전압을 규정 시간 인가하고 누설 전류가 상한 이하이며 기공이 없어야 한다. “120~250 μm 에서 4,000 V”, “6,000 V”, “1,000±200 ℃ 화염 분사 10분 후 1,000 V 내전압·누설 0.1 mA 미만” 은 모두 이 층의 주장이며, 시험편보다 현장에 가깝지만 차량 인증 그 자체는 아니다.
2.3 시스템 층: Ω/V 와 네 가지 부수 요구
실측값은 팩 내 모든 절연 계면의 병렬 결과(GB 18384-2020 의 6.2.1)이며, 등전위 ≤0.1 Ω, 10 kPa 내압, IP 보호, 고전압 표시가 겹친다. 마스킹 설계는 이에 맞춰야 한다: 볼트 구멍, 접지면, 방열 계면은 도전을 시키고 나머지를 절연한다. 경계가 흐릿하면 양산 단계에서 분쟁이 된다.
3. 도막 두께와 여유율: 검증 가능한 계산
공개값 30 kV/mm(30 V/μm) 를 이상 외삽으로 쓰고, 작동 전압 800 V 및 검출 경험치(25 μm 당 약 100 V)와 나란히 놓는다. 계산 예이며 자릿수 확인용이고, 합격 판정은 부품 시험에 맡긴다.
| 건조 도막 | 30 kV/mm 환산 이상 파괴 전압 | 800 V 대비 배수 | 검출 전압 기준값(100 V/25 μm) | 모서리 피막 60 % 시 |
|---|---|---|---|---|
| 100 μm | 3.0 kV | 3.8 배 | 0.4 kV | 60 μm → 1.8 kV |
| 150 μm | 4.5 kV | 5.6 배 | 0.6 kV | 90 μm → 2.7 kV |
| 250 μm | 7.5 kV | 9.4 배 | 1.0 kV | 150 μm → 4.5 kV |
| 350 μm | 10.5 kV | 13.1 배 | 1.4 kV | 210 μm → 6.3 kV |
800 V 에서 공칭 100 μm 의 이상 여유율은 4 배에 못 미치고, 모서리 감손까지 반영하면 더 줄어든다. 그래서 절연 분체는 120~250 μm 가 표준이다. 두껍게 한다고 좋아지지 않는다: 내부 응력, 경화 부족, 열 경로 연장, 코스트가 역전 요인이 된다. 검출 전압은 이상 파괴값의 약 10분의 1 이므로 적정 설정이면 건전한 도막을 상하게 하지 않는다. 실무 리스크는 공칭 두께로 전압을 정하는 데 있고, 실측 최소 두께로 설정해야 한다.
4. 네 가지 구현 경로와 한계
| 방식 | 도막 | 절연·내구(공개값) | 공정 | 적용 부품 | 실패 한계 |
|---|---|---|---|---|---|
| 절연 분체(에폭시/폴리에스터) | 120~250 μm | ≥30 kV/mm, >1013 Ω, UL94 V-0, 습열 1,000 h, 130 ℃ 720 h | 구리도장 필수, 모서리 피막 40~60 % | 셀 외함, 바, 브래킷, 케이스, 냉각 플레이트 | 박육 부품 열변형, 모서리 박막, 두께 편차 |
| UV 경화 절연 도료 | 1회 약 50 μm | 파괴 전압 25 kV/mm, 내전 >6 kV, 전해액 1,000 h, 충진계 1.5 W/(m·K) | 수초 경화, 고형분 100 %, 80 ℃ 30 초 보조 경화 가능 | CTP·CTB 구조, 바, CCS 주변, 국소 부위 | 음영부 미경화, 심층 경화 부족, 수축 응력 |
| 액상 에폭시·우레탄 | 60~150 μm | 배합 창이 넓고 방식 중·상도와 연결 쉬움, VOC 관리 필요 | 다층과 레벨링, 사이클 김 | 케이스 내외부, 복잡 내부강, 용접 후 보수 | 처짐, 용제 잔류, 로트 점도 편이 |
| PET 블루 필름(대조) | 수십 μm + 접착층 | 초기 절연 안정, 공칭 코스트 약 1.2 위안/㎡ | 창 개방·접힘, 수작업 또는 반자동 감싸기, 대형 셀 수율 저하 | 각형 셀 외장 | 접힘과 이음매 접착 박리, 고온 장기 절연 수명 |
선정 질문은 “어느 데이터시트가 높은가”가 아니라 “그 형상에서 점검과 재점검이 가능한 연속 피막을 어느 방식이 만드는가”이다. 건조 상태라면 네 방식 모두 80 kΩ 를 크게 넘고, 차이는 모서리·이음·노화·충격 이후에 드러난다.
5. 재측정 시점: 노화 후와 충격 후
5.1 필수 재확인 세 가지
습열(85 ℃ / 85 % RH, 1,000 시간)에서는 표면 저항과 부착력, 열충격(−40 ℃~85 ℃, 1,500 사이클)에서는 도막과 알루미늄의 선형창수 불일치에 따른 미세 균열, 저면 충격(φ30 mm, 10 kg, 150 J, 3회)에서는 변형 후 절연 연속성을 확인한다. GB 38031-2025 는 팩 층에서 습열·염수·침수·저면 충격을 필수화했으므로, 판정은 복합 하중 이후 결과가 된다.
5.2 단발이 아닌 전후 세트로 보고
내전(kV), 크로스컷 부착(GB/T 9286, UV 계는 5B 라는 공개값 있음), 인장 부착(GB/T 5210), 건조 도막(GB/T 13452.2), 기공 수의 다섯 항목을 초기치와 노화 후치로 짝지어 낸다. 노화 후 절대값만 보면 계면이 손상됐는지 보이지 않는다. 방식 측은 공개 사양에서 “긁힘 부식 확산 ≤2 mm”가 쓰인다.
6. 양산 검사: 전압을 얼마에 둘 것인가
6.1 형식값과 전수값 분리
형식 인증은 4,000~6,000 V 로 여유를 보인다. 라인 전수 검사는 결함을 잡는 목적이지 건전품을 떨어뜨리려는 목적이 아니므로, 도막 파괴값보다 충분히 낮은 수준, 공개에서 언급되는 2,700~5,000 V DC 부근에 두고 인가 시간·누설 상한·합격 처치를 도면과 관리 계획에 명시한다.
6.2 검출과 마스킹
박막은 저전압 스펀지법(ASTM D6979)이 안전하지만 심부 감도가 낮다. 후막은 직류 스파크법(ASTM D5162, NACE/AMPP SP0188 절차)이 미세 기공에 효과적이나 과전압은 약한 곳을 관통해 새 결함을 만든다. 실측 최소 두께로 전압을 정하고, 중첩 스캔, 마킹, 보수, 재스캔으로 경보 0건을 확인한다. 도전성 필러가 든 도료는 이 원리를 쓸 수 없다. 나머지는 전처리 소관: 최후 세척수의 염화물과 전도도를 잡지 않으면 잔류 염이 도막 아래에 흡습 통로를 만든다. 접지면과 방열 계면은 치구 단계에서 마스킹을 확정한다.
7. 검증 매트릭스
| 항목 | 방법 또는 근거 | 전형 조건 | 판정 |
|---|---|---|---|
| 재료 선별 | IEC 60243-1 / IEC 60093 | 평활 시험편 | ≥30 kV/mm, >1013 Ω, 비교와 로트 감시 전용 |
| 부품 내전압 | 고객 DV 사양 | 4,000~6,000 V DC | 파괴 없음, 누설 상한 이내 |
| 연속성 | 스펀지법/직류 스파크 | 실측 최소 두께 기준 약 100 V/25 μm | 기공 0건, 보수 후 재측정 |
| 팩 절연 저항 | GB 18384-2020 의 5.1.4.1 / 6.2.1 | 최대 작동 전압에서 측정 | 직류 ≥100 Ω/V(800 V → 80 kΩ) |
| 습열 | 85 ℃ / 85 % RH | 1,000 시간 | 내전과 부착이 전후 세트로 합격 |
| 열충격 | −40 ℃~85 ℃ | 1,500 사이클, 각 20 분 | 균열·박리 없음, 절연 유지 |
| 저면 충격 | GB 38031-2025 | φ30 mm, 10 kg, 150 J, 3회 | 누출·파손·발화·폭발 없음, 절연 저항 합격 |
| 환경 일식 | GB 38031-2025(17 항목) | 염수 분무, 습열 사이클, 침수 | 표준에 따라 절연 재측정 |
| 난연 | UL94 | 수직 연소 V-0 | 재료 층, 열전파 시험 대체 불가 |
| 등전위 | GB 18384-2020 의 5.1.4.3 | 시험 전류 ≥0.2 A | 차체까지 ≤0.1 Ω, 2.5 m 이내 ≤0.2 Ω |
8. 흔한 여섯 가지 오해
- 시험편 절연 파괴 강도를 부품 내전압 결론으로 착각한다.
- 절연만 최적화하고 역방향 요구를 잊는다: 접촉 저항 0.1 Ω 과 등전위 0.2 Ω. 마스킹 불량 접지면은 얇은 도막보다 위험하다.
- 검출 전압을 공칭 두께로 정하거나, 도전성 도막에 스파크를 쏜다.
- UL94 V-0 을 열폭주 대책으로 읽는다: 열전파와 외부 화염은 GB 38031-2025 의 별도 시험이다.
- 신제품만 검사한다. 습열·열충격·전해액·충격 후 보존율이 수명 판정이다.
- 형식 내전압과 라인 전수 전압을 하나의 인수 규칙에 섞는다.
자주 묻는 질문
Q1: 도막 저항이 80 kΩ 보다 월등한데 왜 두께를 관리하나?
팩 측정은 병렬값이고 실부품 도막은 균일한 덩어리가 아니기 때문이다. 모서리 피막율은 40~60 % 에 그치고, 기공은 하지를 노출하며, 흡습은 표면 전도 통로를 만든다. 두께 관리는 이런 약점에서 계산 가능한 여유를 사는 일이지, 부피 저항을 올리는 일이 아니다.
Q2: 합격 판정은 어느 표준을 인용해야 하나?
먼저 차량·배터리 표준으로 문턱을 정한다(Ω/V 는 GB 18384-2020 의 5.1.4.1, 기계·환경은 GB 38031-2025). 그 다음 도료·시험방법 표준을 도구로 쓴다(IEC 60243-1, IEC 60093, GB/T 9286, GB/T 5210, GB/T 13452.2, GB/T 1771). 마지막으로 고객 DV·PV 사양으로 닫는다. 문턱 층을 건너뛰면 수치를 올려도 불합격이 된다.
Q3: 습열 후 어느 정도 저하까지 허용되나?
국가 표준은 차량 층의 Ω/V 만 제시하고 도막 층 보존율은 규정하지 않는다. 보존율은 보통 OEM 과 셀 제조사 내부 사양에 담긴다. UL1446 계통 절연시스템 평가에서는 노화 후 초기치의 일정 비율 이상을 유지시키는 사고방식이 일반적이며, 실무 하한은 “부품 내전압이 노화 후에도 합격이고 기공 0건”이다.
Q4: 검출 전압이 높을수록 안전한가?
그렇지 않다. 25 μm 당 약 100 V 는 이상 파괴값의 약 10분의 1 로 비파괴 감도 영역에 있다. 높이면 약한 곳이 깨져 결함을 도막 아래에 가둔다. 순서는 실측 최소 두께 → 전압 설정 → 중첩 스캔 → 마킹 → 보수 → 재측정 이다.
Q5: 열전도와 절연을 동시에 얻을 수 있나?
절연성 필러라면 가능하다. 공개 사례는 그래핀 나노플레이트와 질화붕소를 병용해 1.5 W/(m·K) 를 달성하고 파괴 전압 25 kV/mm 를 유지했다. 탄소계는 부피저항을 크게 낮추므로 절연 재확인이 필요하며, 도전성 도막에서는 스파크 검출을 쓸 수 없다.
Q6: 이미 PET 필름으로 감고 있는데 왜 도료를 검토하나?
필름은 창 개방과 접힘이 필요하고, 접착은 고온에서 박리되며, 대형 셀에서는 수율이 떨어진다. 도료는 연속 피막을 만들 수 있고 CTP·CTB 구조와 자동 도포에 적합하다. 단 모서리 피막, 경화 깊이, 점검 가능성을 데이터로 보여줘야 한다. 대체 구호가 아니라 비교 가능한 공정 옵션으로 다뤄야 한다.
참고 표준·출전
- GB 38031-2025 「전기자동차용 동력 축전지 안전 요구」: 2025년 3월 28일 공포, 신형식승인은 2026년 7월 1일, 기승인 차종은 2027년 7월 1일부터 적용. 셀 7 항목, 팩 또는 시스템 17 항목. 열전파 요구를 “발화·폭발 없음, 연기가 탑승자에게 해를 주지 않음”으로 개정하고 저면 충격과 급속충전 사이클 후 안전을 신설했다.
- GB 18384-2020 「전기자동차 안전 요구」의 5.1.3~5.1.5, 6.2, 부록 A(절연 저항, 절연 감시, 등전위, 정전 결합, 방수 검증).
- GB/T 4208-2017(외함 보호등급 IP), GB/T 19596(전기자동차 용어).
- IEC 60243-1(절연재료 내전압 강도 시험방법), IEC 60093(절연재료의 부피·표면 저항 측정), UL94, UL1446 와 IEC 60216.
- GB/T 9286(크로스컷), GB/T 5210(인장 부착), GB/T 13452.2(도막 두께), GB/T 1771(중성 염수 분무), GB/T 9274(액체 저항).
- NACE/AMPP SP0188, ASTM D5162, ASTM D6979(도막 불연속 검출). GB 38031-2025 의 공업정보화부 해설 자료, CIBF2026 제조사 공개값(절연 파괴 강도, 표면 저항, 습열, 모서리 피막, 내전압, 열전도율 등은 모두 공개값으로 인용).
최종 업데이트: 2026-10-21 ｜ Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. 기술 팀. 표준은 공포 문서에 준한다. “공개값”은 제조사 자료이고 “계산값”은 예시임을 명시한다. 양산 투입 전 형상·도막 두께·플랫폼 전압·고객 DV·PV 사양에 따라 부품 층과 팩 층에서 검증하기 바란다.