전기차 화재, 원인도 해답도 결국은 이것

지난달 미 캘리포니아주에서 화재가 발생한 테슬라 차량을 물웅덩이에 넣어 진화한 장면.새크라멘토 소방서 페이스북 캡처

전기자동차의 시대가 펼쳐졌지만 한 가지 두려움이 소비자들의 발목을 붙잡고 있다. 화재 위험이다. 붉은 화염이 차량을 순식간에 집어삼키는 장면이 담긴 최근 몇 건의 전기차 사고 영상들은 구매의향자들에게는 주저함을, 제조회사와 안전 당국에는 고민거리를 안겨주고 있다. 그 원인과 해결책은 결국 ‘배터리’로 귀결된다.

한국자동차기자협회는 21일 광주광역시 김대중컨벤션센터에서 ‘전기차, 왜 자꾸 불이 날까’를 주제로 심포지엄을 열었다. 김철수 호남대학교 미래자동차공학부 교수는 “무거운 차량을 움직이기 위해서 매우 높은 전압의 전기가 사용되고, 이를 저장하기 위해 높은 에너지 밀도를 지닌 배터리가 필요하다”며 “전기차는 근본적으로 전기로 인한 화재의 위험을 안고 있다”고 말했다.

전기차에 주로 쓰이는 배터리는 리튬이온전지다. 배터리의 주요 성분인 양극재와 음극재를 분리하는 분리막에 손상이 가해져 두 극이 서로 만나게 되면 과도한 전류가 흐르고 열이 발생해 화재로 이어진다.

전기차 배터리는 수백~수천개의 배터리 셀을 결합해 제작된다. 한 곳의 셀에 붙은 불이 옆에 있는 셀로 번지며 빠르게 온도가 오르는 ‘열폭주’ 현상이 빚어진다. 이호근 대덕대학교 자동차학과 교수는 “현존하는 기술로는 (불타는 배터리를)수조에 넣고 열전도를 막고 반응이 끝나기를 기다리는 소극적인 방법밖에 없다”고 말했다.

이같은 전기차 배터리의 구조적 한계는 전고체 배터리 등 기술적 혁신이 있기 전까지는 제조사와 소비자들이 ‘안고 가야’ 하는 숙명에 가깝다.

이날 전문가들의 조언은 주로 배터리 안전평가 강화, 관리시스템 개선 등에 초점이 맞춰진 것도 이런 연유에서다. 한국교통안전공단 자동차안전연구원 부원장 출신인 이광범 법무법인 세종 고문은 “전기차 배터리의 안정성 확보를 위해 국제 기준이 업데이트되고 있으나 이는 ‘정상 조건’에서의 시험평가다. 교통사고 같은 비정상 조건에서의 평가는 현재 없다”며 “최소한의 인명 구조를 위한 골든타임을 확보하고 피해를 최소화하기 위해 열폭주 상태 같은 비정상 조건에서의 시험이 필요하다”고 지적했다.

21일 광주광역시 김대중컨벤션센터에서 열린 한국자동차기자협회 심포지엄에서 이광범 법무법인 세종 고문이 강연하고 있다. 자동차기자협회 제공

전기차에 기본적으로 탑재되는 배터리의 성능을 ‘완벽’에 가깝게 통제해야 한다는 의견도 제기됐다. 송지현 자동차안전연구원 중대사고조사처장은 “배터리 제작사들의 주장에 따르면 전기차 배터리의 불량률은 100만대당 3.5개 수준으로 일반 자동차에 비해 낮은 빈도”라며 “하지만 전기차 화재의 파급 효과가 크고 앞으로 전기차 숫자도 늘어날 것이기 때문에 ‘불량률 제로’에 가까운 더욱 가혹한 관리가 필요하다”고 말했다.

전기차에 기본 탑재되는 배터리관리시스템(BMS)도 강화해야 한다. 송 처장은 “BMS 기능을 지금보다 훨씬 더 강화하고 의무화해야 한다”며 “본래 목적인 배터리 관리 기능 이외에도, 배터리 이상 감지 범위 및 경고 기능 확대, 화재 발생시 대피경보 기능을 추가하는 등의 의무화가 필요하다”고 말했다.

소비자들의 전기차 사용 습관에도 주의가 요구된다. 특히 충전 때 사고가 종종 난다. 이 교수는 “현존하는 시스템 상에서 1회 충전 주행거리에 다소 손해를 보더라도 완충 비율을 85% 내외로 낮추고, 완속 충전을 습관화하는 노력이 필요하다”고 덧붙였다. 충전을 최대한 하거나, 급속 충전 때 화재 위험이 더 높아지기 때문이다.

광주 | 김상범 기자 ksb1231@kyunghyang.com