'과충전 화재 0건' 비결…15년 공들인 '배터리 두뇌' BMS 뭐길래

현대차·기아, 3단계 다중안전 체계로 안전성↑

전기차 안전을 책임지는 BMS 인포그래픽. /사진제공=현대차·기아

현대차·기아의 BMS(배터리관리시스템)는 15년간 연구개발(R&D) 투자로 축적한 노하우가 녹아 있다. 특히 과충전 방지 기술을 중복되게 적용한 다중안전 체계로 안전성을 높였다. BMS는 배터리를 전체적으로 관리하고 보호하는 '두뇌'인 동시에 자동차가 배터리를 사용하는 데 필요한 제어 정보를 제공하는 역할이다.

현대차·기아는 BMS가 높은 에너지를 저장하고 있는 배터리를 총감독하는 역할을 하는 만큼 고객이 안심하고 전기차를 운행할 수 있도록 관련 기술 개발에 모든 역량을 집중했다고 15일 밝혔다.

현대차그룹 관계자는 "하이브리드차를 포함해 15년 이상 BMS 개발 경험을 쌓아왔다"면서 "특히 멀티 급속충전 시스템, V2L(차량 전력 외부 공급) 등과 관련된 다양한 기술들을 다른 완성차 업체보다 일찍 개발하는 과정에서 경쟁사들과 기술 격차를 벌릴 수 있었다"고 말했다.

현대차·기아의 BMS는 정밀 '배터리 시스템 모니터링' 시스템을 통해 이상 징후를 신속하게 탐지한다. 주행·충전 중 상시 진단뿐만 아니라 시동이 꺼지는 주차 중에도 정기적으로 깨어나 주기적으로 배터리 셀의 이상 징후를 정밀 감시한다. 모니터링하는 항목은 △전압편차 △절연저항 △전류·전압 변화 △온도 △과전압·저전압 등 다양하다. 최근에는 수일 또는 수주 전의 잠재적인 불량까지 잡아낼 수 있는 △순간 단락 △미세 단락을 감지하는 기능도 추가됐다.

배터리 이상 징후가 발견되면 BMS는 필요한 안전 제어를 수행하고 위험 정도에 따라 고객에게 즉시 통보한다. BMS가 진단한 이상 징후 데이터는 즉시 원격지원센터로 전송되고 고객에게는 입고 점검과 긴급출동을 안내하는 문자메시지가 자동으로 발송된다. 현재 현대차·제네시스에만 적용되고 있지만 다음주부터는 기아도 시범 운영을 시작한다. 전기차 배터리에 심각한 문제가 발생하면 즉시 관계기관에 자동 통보하는 시스템도 개발할 예정이다.

충전 과정에서도 BMS는 중요한 역할을 한다. 과충전을 3단계로 원천 차단하고 있다. 1단계로 BMS와 충전 제어기가 충전량을 관리하며, 정상범위에서 벗어날 경우 2단계로 즉시 충전 종료를 명령한다. 만약 제어기가 고장 난 상황이라면 3단계 시스템이 물리적 안전 회로를 작동시켜 스위치를 강제로 차단한다.

일각에서는 전기차 화재 원인으로 과충전을 꼽고 있는데 이는 사실과 다르다는 게 현대차·기아의 입장이다. 회사에 따르면 현재까지 현대차·기아 전기차 가운데 과충전에 의한 화재가 한 건도 없었다. BMS가 충전상태를 집중적으로 모니터링하고 충전 제어기가 긴밀한 협조제어로 과충전을 원천 차단하기 때문에 과충전에 의한 문제 가능성은 0%에 가깝다는 설명이다.

현대차그룹 관계자는 "배터리 내부의 셀을 종합적으로 관리해 배터리의 내구성과 성능을 최적으로 유지하는 '셀 밸런싱'도 핵심 기술"이라며 "경쟁사 대비 탁월한 배터리 화재 지연 시스템도 갖추고 있다. 지난 6일 충남 금산군 전기차 화재에서 확인할 수 있듯 수입차 화재 대비 진행 속도가 늦고 피해가 크지 않았다"고 밝혔다.

전기차 배터리 시스템 이미지. /사진제공=현대차·기아

강주헌 기자 zoo@mt.co.kr