[이슈분석] 전기차 화재 급증, 안전 기술 개발 가속
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[이슈분석] 전기차 화재 급증, 안전 기술 개발 가속
  • 곽중희 기자
  • 승인 2022.12.30 08:55
  • 댓글 0
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전기차 성장에 안전 위협도 증가, 대응 기술·소재 연구 활발

최근 국내에서 연이어 발생한 전기차 화재 사건으로 사고 우려가 커지면서 전기차의 안전을 위한 기술의 필요성이 높아지고 있다. 소방청 통계에 따르면, 2019년부터 2022년 상반기까지 발생한 전기차 화재 사고는 총 58건이다. 그중 2021년 이후 발생한 사고는 40건으로 전기차 보급이 늘어남에 따라 꾸준히 증가하고 있다.

전기차 화재 사고의 경우, 내연기관차 화재와 다르게 짧은 시간에 큰 규모로 발생해 진압이 쉽지 않다는 측면에서 더욱 위험하다. 실제로 2022년 12월 7일 경북 영주에서는 한 전기차 택시가 건물 외벽과 충돌해 화재가 발생했다. 당시 배터리팩 손상으로 인한 열 폭주로 불길은 2시간 이상 지속됐고 현장에 있던 소방관들이 진화에 어려움을 겪었다.

또한 전기차는 화재 외에도 침수 시 감전 사고, 무소음으로 인한 보행자 사고 등 다양한 안전 위협을 가지고 있다.

전문가들에 따르면, 전기차 화재 위험의 가장 큰 요인은 배터리에 있다. 전기차는 배터리로 리튬이온전지를 사용하는데 이 배터리에는 무거운 차량을 움직이기 위해 고압의 전력이 들어간다. 배터리는 양극재(+)와 음극재(-)로 구성돼 있고 두 극 사이에는 양 극을 분리하는 분리막이 있다. 만약 배터리에 문제가 생겨 이 분리막에 손상이 가해지면 두 극이 만나면서 과도한 전류가 흐르고 열이 발생해 화재가 일어난다.

문제는 이때 배터리에서 일어나는 열 폭주 현상이다. 배터리는 수많은 배터리 셀을 결합해 만들어진다. 하나의 셀에 불이 붙으면 옆 셀로 번지고, 그 번짐이 계속되면 화재가 멈추지 않고 이어진다. 이 현상을 막을 수 있어야 전기차의 화재를 막을 수 있는 것이다.

전기차 화재 대응을 위한 소재·기술 개발 활발 

전기차 배터리 결함으로 인한 화재 사고가 늘어나자, 업계에서는 전기차의 화재 사고를 예방하기  위해 다양한 기술을 개발하는 시도가 계속되고 있다.

한국전력 대구 본부는 최근 ESS(Energy Storage System) 배터리 열 폭주로 인한 화재를 예방할 수 있는 ‘ESS 배터리 열화 진단·냉각 시스템’을 개발했다.

ESS 배터리 열화 진단·냉각 시스템은 리튬이온전지의 열 폭주 전 발열 반응에 의한 Off-GAS(가스 방출) 및 열화 시의 온도 상승 패턴 등 배터리의 열화 특성을 산포 분석 기법을 통해 진단해 운전 중 열화 배터리를 검출하고 적기에 교체하도록 돕는다. 또한 열화가 급속히 이뤄지는 배터리에는 친환경 GAS(NOVEC 1230: 친환경 청정소화약제의 일종)를 분사해 열 폭주로 인한 화재를 진압한다.

모빌리티 안전 솔루션 스타트업 미래큐러스는 전기차에서 화재가 발생할 수 있는 상황을 고려해 ‘전기 자동차 화재 안전 시스템(EVFS System)’을 개발했다. 이 시스템은 배터리에 가해지는 충격을 3단계에 걸친 쇼크업 쇼바를 통해 완화해 충돌·손상으로 인한 화재를 예방한다.

또한 충천·주행 중에는 BMS(배터리 관리 시스템)와 연계해 과열을 방지한다. 열 폭주로 인한 화재 발생 시에도 팽창질석으로 불씨를 조기에 진압한다. 만약 화재가 발생할 경우에는 제어기를 통해 유독 가스를 배출하고 탑승자 경고 방송, 비상 배터리를 통한 문 개방과 안전벨트 해체, 자동 소방서 신고 등 모든 안전 대책을 수행한다.

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