전기차 배터리 과충전? 화재원인 아냐 "뾰족한 방법 없으니 90%미만으로! 이게 팩트"

YTN라디오(FM 94.5) [YTN 뉴스FM 이익선 최수영 이슈앤피플]

□ 방송일시 : 2024년 08월 19일 (월)

□ 진행 : 이익선, 최수영

□ 출연자 : 이호근 대덕대 미래자동차학과 교수

* 아래 텍스트는 실제 방송 내용과 차이가 있을 수 있으니 보다 정확한 내용은 방송으로 확인하시기를 바랍니다.

◇ 이익선 : 정치 뉴스 빼고 다 얘기합니다. 성역도, 금기도 없는 다양한 시선, 비정치회담. 인천 청라 벤츠 화재부터 지난 주말에 있던 용인 테슬라 화재, 또 포르투갈에서도 전기차 추정 화재로 차량 200대가 전소하는 일이 일어났습니다. 그러면서 전기차에 대한 공포가 날로 확산하고 있죠. '전기차 포비아'라는 말까지 생겼는데요. 오늘은 전문가와 함께, 사실 관계도 좀 바로 잡아보고요, 대응 방안까지 다각도로 짚어보겠습니다. 자동차 전문가죠. 이호근 대덕대학교 미래자동차학과 교수 모셨습니다. 어서오세요.

★ 이호근 : 안녕하세요.

◈ 최수영 : 오늘 교수님이 저희 YTN라디오에 출연한다고 그랬는지 당정이 전기차 안전 대책을 이달 중 발표하겠다고 밝혔습니다. 교수님 나오신다고 하니까 바로 이렇게 정책을 입안을 했습니다.

◇ 이익선 : 전기차 포비아 현상 어떻게 지켜보고 계세요?

★ 이호근 : 실제 이게 우려를 할 수밖에 없는 상황인데 이제 전문가 입장에서 보면은 이 엔지니어링 측면하고 피해를 양면성이 있어요. 그러니까 공학적인 측면에서 보면은 이 정도 화재 발생 건수는 어쩔 수 없다라고 얘기할 수밖에 없습니다. 왜냐하면 뒤에 이제 나오겠지만 2017년 기준으로 내연기관 자동차요. 휘발유 경유.. 1907년도에 휘발유 차량이 처음 나왔을 때 폭발을 많이 했거든요. 그러니까 연료 탱크를 여러 개 분류해가지고 출렁거리지 않게 나눠놓고 여러 가지 기술들이 있어서 화재가 나도 폭발, 터지지 않거든요. 그런데 2017년에 1만 대당 화재 건수요. 내연기관이 2.2대 정도였어요. 그러다가 지금 2023년에는 1.9대 정도로 줄었습니다. 기술이 점차 좋아진 거죠. 근데 전기차 화재는 2017년 0.4건으로 알거든요. 1만 대당 0.4건 근데 배터리가 조금씩 노후화돼서 그런지 지금은 조금씩 늘어가지고 1만 대당 1.3대 정도예요. 그러면 화재 발생 건수만 보면은 내연기관은 현재 1.9대고요. 전기차는 1.3대입니다. 훨씬 적죠. 그런데 다만 문제는 화재가 한 번 나면...그러니까 정확히 표현을 드리면요. 항공기 사고랑 비슷하다고 보시면 돼요. 자동차 사고가 많이 나느냐 비행기 추락 사고가 많이 나느냐 당연히 비행기 추락 사고는 훨씬 적죠. 한 번 나면 전원 사망이다 보니까 비행할 때마다 저도 식은땀이 나고 특히 이륙 착륙 5분 때 겁이 나는데... 가만히 생각해 보면은 이거 자동차 사고가 훨씬 많거든요. 화재도 우리나라에서 일반 내연기관 화재는 연간 5천 건이 넘습니다. 매일 14건에서 17건의 화재가 발생하는데 통계도 좀 잘못됐어요. 뭐냐 하면 기계적 전기적 결함 40% 정도 화재고요. 나머지 40%는 방화든지 사고에 의한 화재거든요. 방화도 그다음에 20% 정도가 원인 미상인데 우리가 전기차 화재도요. 충돌해서 배터리가 오픈돼서 화재 난 것까지 다 주행 중 화재로 넣어버리고요. 주행 중 화재가 된 주행 중 화재로 넣어버리다 보니까 이렇게 차가 달리다가도 멀쩡하게 40%는 불이 나네 이런 오해가 있는 거죠. 그다음에 이제 충전 중에 화재라고 또 많이 나오잖아요. 28%가 충전 중 화재다 하는데 실제 제가 오늘 호프집에 가서 앉아서 두 분이 맥주 드시는데 앞에 앉아가지고 얘기하면 저는 술 먹는 게 아니잖아요. 충전기 꽂혀 있다고 충전 중이 아닌 거죠. 술집에 앉아 있다고 술 먹는 게 아닙니다. 그러니까 대부분의 화재를 보면 충전기를 꽂았는데 핸드폰으로 문자가 옵니다. 데이터 로고가 몇 시 몇 분에 충전 시작했다 쭉 해서 몇 십 프에서 요금 나오죠. 충전이 끝났습니다라고 경고가 문자가 오면 그땐 끝난 거고요. 충전기는 계속 꽂혀 있어도 충전 안 하고 있는 거죠. 그러니까 주차 중에 자연적으로 배터리를 조금씩 소모하면서 화재가 발생한 건데 이걸 충전 중 통계로 놓다 보니까 전체적인 화재 위험성이 언제 발생하고 왜 있고 이런 통계가 현재 부재한 게 지금부터 잡아나가야 되는 방법이라고 보입니다.

◈ 최수영 : 근데 왜 근데 배터리 얘기는 그렇게 자주 나오는 거죠?

★ 이호근 : 결국은 이제 배터리에서 화재가 대부분 발생했고요. 예전에 GM이죠. GM의 볼트 같은 경우는 ABS 모듈에서 화재가 발생해서 배터리로 전달됐거든요. 그러니까 무슨 얘기냐 하면 다른 전기 부품에서 불이 나더라도 배터리가 온도에 상당히 민감합니다. 배터리 화재에 대해서 내는 법이 세 가지가 있어요. 첫 번째 우리가 과충전이라고 표현을 하는 쉬지 않고 충전기로 계속 전기를 집어넣는데 실제 멀쩡한 새 배터리는 이렇게 해서 불 나기가 좀 어려워요. 오히려 내기가 힘듭니다. 그 과충전 용어는 다시 정리해 드릴게요. 두 번째는 결함이죠. 근데 분리막 같은 걸 망치로 이렇게 탕 쳐가지고 분리막이 손상되거나 흠이 나면요. 그쪽으로 조금씩 전기가 흐르다가 점점 열이 올라가가지고 화재가 발생하면 분리막 손상 충격에 의해서 이제 파우치를 갖다 놓고 망치로 때리면 불내기가 두 번째로 쉬워요. 세 번째는 이게 이제 외부 충격도 아니고 과충전도 아니고 이제 다른 또 원인에 의해서 또 화재가 발생할 수도 있거든요. 이런 부분들이 좀 정확히 구분이 돼야 되는데 이게 구분이 안 되고 있다라는 이런 부분들 때문에 이제 노후화가 있죠. 배터리 사용하다 보면 점차 전극에 침전물이 쌓입니다. 아마 덴틀라이트라는 용어 많이 요즘 나올 거예요. 그러면 우리가 겨울에 추울 때 뒤에 창문에다 입김을 허불면은 그 수분이 가지처럼 이렇게 수지상으로 자라잖아요. 삐쭉삐쭉 얼음 결정처럼 이런 전극에서 전극들이 수지상처럼 나뭇가지 모양으로 자라요. 그 전극 사이가 점점점점 좁아지면서 피뢰침처럼 분리막이 조그만 구멍이라도 뚫리면 거기서 손상이 나서 불이 나는 거죠. 그러니까 배터리의 노후화 충격 아니면 제조 결함도 있겠죠. 이런 원인들 때문에 불이 날 수 있어요. 그런데 마지막으로 배터리 팩에다가 우리가 60도 정도 되는 핫팩 있죠. 허리 아플 때 겨울에 붙이는 거 그거 한쪽에 붙여놓으면 거기서 불 100% 그 정도로 온도에 민감해요. 그러다 보니까 셀 간의 온도가 안 맞고 이런 부분에서 발생하는 특히 열에 취약하다 보니까 파우치 한 군데서 불이 나잖아요. 옆으로 전달 전달되면서 전체가 다 열폭주가 발생하는 거죠.

◇ 이익선 : 중동 같은 데서 더 위험한가요?

★ 이호근 : 뜨거운 지역에서 영향이 있을 수 있습니다. 그래서 지금 이번 여름에 정말 폭염 더위에서 전기차 화재가 자꾸 보고되는 것 중에 하나는 온도도 분명히 관계가 있다고 봅니다.

◇ 이익선 : 예 근데 아까 과충전도 원인이라고 우리가 지적될 수 있다고 얘기하셨는데 충전이 끝나면 더 이상 충전하지 않기 때문이라고 하셔서 제가 이해가 좀 안 되는데 그 부분 좀 설명해 주세요.

★ 이호근 : 우리가 과충전이라는 용어를 방송이 언론에서 쓰다 보면 많이 들어요. 그러면 100% 정도 배터리가 있는데 120 130이 과충전이라고 생각을 하거든요. 근데 일반적으로 배터리는 자기 용량 이상 충전이 안 돼요. 그러니까 물컵에 물을 담는데 이게 200ml인데 250 300을 담을 수 없잖아죠. 그래서 BMS라는 배터리 관리 시스템에서 차단을 합니다. 차에서. 그리고 우리나라 현대기아가 만든 전기차의 배터리는요. 우리가 100%라고 매뉴얼 상에서 충전을 하지만 실제 97%입니다. 안전 마진을 3%를 두는 거죠. 그리고 외국의 어떤 회사는 5% 마진 둔 데도 있고요. 그러니까 BMS 배터리 관리 시스템에서 다시 배터리가 뭔가 이상이 생기면 열이 발생하거든요. 저압 전류나 온도가 차이가 나서 조금 우리 애 여러 키우는데 여기 머리 열 있는 애 얘가 며칠 있다 감기 걸리겠구나 아는 것처럼 차이가 발생하는데 이런 걸 예민하게 찾아낼 수 있는 BMS의 성능이 좋은 회사들은 마진율을 우리 3% 주겠다. 근데 약간 기술이 좀 부족하거나 경험이 부족하나 해서 우리는 5% 10% 여유를 주겠다 이래서 마진율을 두기 때문에 100% 충전을 지금 과충전이라고 자꾸 표현을 하는 거죠. 그 얘기가 왜 나왔냐? 전기차의 배터리는 논문 같은 데 보면요. 20%에서 80% 사이에서 사용하는 게 가장 배터리 성능이 안정적이다라고 표현합니다. 대신 거리 많이 못 가죠. 우리가 옛날에 핸드폰도 보면 끝까지 충전하지 말고 조금 하고 완전 방전시키지 말아라 이 얘기랑 비슷하거든요. 그런 식의 어떤 관리가 필요하다는 걸 가지고 사람들이 충전 제작사도 잘못이 있어요. 일충전 주행거리를 자꾸 마케팅으로 썼잖아요. 그런 부분들 때문에 과충전이라는 용어가 생겼고 과충전이라는 용어보다는 풀충전 완충이라는 표현이 정확한 표현입니다.

◇ 이익선 : 완충하지 않으면 화재 위험성은 현저히 떨어집니까?

★ 이호근 : 현저히 떨어집니다. 보통 서울시에서 내놓은 대책이 상당히 바람직하다고 볼 수는 없고요. 오늘 언론에서도 배터리 쪽 전문가인 연구소 출신 교수님이 또 발표를 하셨는데 제가 여지껏 얘기했던 것과 당연히 방향성이 같아서 좀 안심이 됐습니다. 쉰소리했을까 봐 걱정했는데 결국은 배터리가 완충했다, 90% 이상 충전했다는 게 화재의 원인은 아니다. 이거는 팩트입니다. 다만 임시방편적으로 90% 미만 충전하면 화재 위험성은 상당 부분 감소된다도 맞는 얘기죠. 그러니까 다시 말씀드리지만 당장 지금 여러 가지 공포도 확산돼 있고 이 화재 위험성에 대한 대형 피해도 막을 방법이 뾰족한 수가 없으니까 90% 충전합시다. 옳은 얘기입니다.

◈ 최수영 : 근데 이제 우리 자꾸 이제 과충전하는데 그러면 이걸 소비자에게만 캠페인 할 게 아니라 처음서부터 이걸 자동차 제조사가 공급하거나 할 때부터 아니면 정부가 법령으로 하든지 조금 더 구체화시켜야 되지 않을까요?

★ 이호근 : 방금 전 전화 인터뷰 내용 중에 조금 쉽게 풀거나 기술적으로 제가 좀 설명드리는 부분이 있는데 그중에 하나가 그 충전 부분인데요. 일단 이제 가장 중요한 건 무조건 90%로 충전해라 10%의 그럼 여분이 있지 않습니까? 근데 배터리 가격이 3천만 원이거든요. 그럼 차 구매하실 때 내가 쓰지도 않는 300만 원에 대한 배터리 가격을 내가 내야 되느냐라는 생각이 있겠죠. 그럼 자동차 제작사에서 배터리 가격 중에 기술이 부족하거나 이래서 마진율로 둔 부분은 좀 빼달라는 의견 소비자들은 나올 수 있어. 주행거리 10% 손해 봤으면 내가 500kg 탄 줄 알고 샀는데 앞으로 450만 달러 재산권 침해거든요. 그러니까 자동차로 보면 연비 속여가지고 옛날에 미국에서 리콜 똑같은 거죠. 갤런당 26kg 간댔다가 25kg밖에 못 가면 그걸 연간 8만 원씩을 다 보상해줘야 되거든요. 이런 부분이 있는데 또 하나는 자동차 제작사 입장에서는 배터리 안정성 문제니까 이건 배터리 회사가 감내해 배터리 회사는 모든 부품에는 불량률이라는 게 존재하고 성능의 차이가 있을 수 있는데 성능의 차이를 잘 컨트롤해서 BMS를 고도화시켜가지고 막았어야 될 부분인데 우리 영역이 아니다 정말 복잡해져요.

◈ 최수영 : 핑퐁 게임 하는 거잖아요.

★ 이호근 : 그렇죠, 그다음에 이제 충전 90%만 해라 오르시는 방법이 기술적으로 이게 가장 쉽습니다. 뭐냐 하면 두 가지 면에서요. 일부 나온 특허 중에는요. 자동차가 요즘 GPS가 워낙 정밀해져가지고 지하로 들어가면 GPS 신호에서 이 차가 지하로 간다는 걸 알거든요. 그럼 지하로 진입한 순간 충전기를 꽂으면 무조건 80%만 충전되도록 프로그램이 세팅이 되는 게 첫 번째 방법 두 번째 방법은 이건 제작사 자동차 제작사의 협조가 좀 있어야 돼요. 제 차 같은 경우도 현대 거만 블루링크 이런 커넥티드 서비스가 기본적으로 가입돼 있거든요. 그래서 여기서 차 스위치 누르면 주차장에 있는 차 시동도 걸 수 있고 문도 열 수 있고요. 그런데 제가 전기차를 충전한다고 지하주차장에 가서 충전을 하려면 그 회사의 어플을 깔아서 그 충전기 고유번호를 입력을 해야 되거든요. 그리고 제가 얼마 하겠다고 카드를 인증을 하면 결제가 떨어지면 충전이 됩니다. 그러면 자동차 제작사는 제가 연결해서 충전을 시작할 때 보면 제가 연결한 충전기의 고유 번호를 알겠죠. 그 충전기는 국토부에 보면 데이터베이스에 어느 아파트 지하 몇 층에 있는 충전기라는 데이터가 당연히 있겠죠. 그러니까 제가 충전기 번호를 입력하는 순간 지상 거면 100% 하고 지하 거면 자동으로 80%만 충전하도록 자동차가 알아서 프로그램을 다운시키면 돼요. 여기에서의 문제는 모든 전기차 차주들이 커넥티드 서비스를 가입해 있어야 되는데 차량 구매 후에 5년 동안은 무료로 제작사에서 해주는데 그 이후에 한 달에 5천 원씩 받거든요. 한 6만 원. 근데 지금 분위기에서 포비아 때문에 차량 판매가 줄어든다라고 하면 제작사는 아마 안 받더라도 커넥티드 서비스를 무료로 할 의향이 있을 겁니다. 이런 쪽에 해서 90% 충전에 대한 어떤 주민 간의 갈등도 풀 수 있는 기술적인 문제가 충분히 있는 거고요. 또 배터리 아까 말씀하셨는데 전고체 배터리가 안정적으로 갈 수 있는 거죠. 화재 위험성 전혀 없고 찢어도 불도 안 나고요. 근데 그게 상용화되고 양산되려면 한 3~4년 빨라야 합니다. 근데 3~4년 돼도 가격이 너무 고가라서 쉽게 사용할 수 없고 10년 정도 빨라야 7~8년 지나야 지금 가격 수준이 되지 않을까 이렇게 보고 있습니다.

◈ 최수영 : 근데 최근에 이제 인천 청라에서 이제 화재가 난 차종이 이제 벤츠 시리즈인데 네 벤츠 차량이 이제 중국산 배터리가 탑재되어서 이게 고가 차량에 말하자면 저가의 배터리가 있을 수 있느냐 이렇게 논란이 좀 일었어요. 근데 국산 배터리가 대세인가요? 아니면 물량 가능성이 높은가요?

★ 이호근 : 불량 가능성이 좀 높다라고 보여집니다. 현재는 그리고 이제 전 세계적으로도 중국산 배터리가요. 2개 회사가 50% 이상의 시장 점유율을 갖고 있어요. 다만 그 정도로 많이 시장 점유율을 갖고 있다라고 하면 어느 정도 안정적일 텐데 중국 내부에서 전체 전기차의 절반 이상이 팔리는데 그 어떤 화재 위험성 불량률에 대한 정보가 공개가 없죠. 그러다 보니까 국산 배터리를 선호하게 되고 이번 정보 공개를 통해서 케이 배터리는 다소 좀 수익을 볼 수 있지 않을까 이렇게 보고 있습니다,

◇ 이익선 : 그렇군요. 근데 이 배터리 제조사 공개 자체가 화재를 예방한다는 거는 아닌 것 같은데 앞으로 그러면은 지금 이제 이 방송을 들으시는 분들이 구체적으로 듣고 싶은 것은 앞서 다른 교수님 얘기하실 때 소방 소화기가 있는 것도 소용이 없다라고 얘기하셨거든요?

★ 이호근 : 소화기 소용이 없어요. 제가 제 지인 중에 현재 한 20초면 배터리 파우치에 불이 난 거를 100도 미만으로 낮출 수 있는 업체가 있습니다. 그런데 배터리 요거 6개 정도 드는 걸 모듈이라고 하거든요. 셀 모듈 이게 또 몇십 개 쌓인 게 팩이죠. 요 모듈 하나 6개 끄는데 소화기 2개 정도 써야 돼요. 그러면은 아무리 효과가 좋은 소화기가 있다 하더라도 전기차 전체에서 불이 났을 때는 소화기 극단적으로 효율적으로 뿌려도 20개 30개 40개 50개 그러니까 아까 교수님 말씀처럼 현실적으로 불가능하다입니다.

◇ 이익선 : 불가능하다 그렇군요. 그럼 이제 마무리할 시간이 돼 가니까요. 전기차주들이 이제부터 꼼꼼하게 짚고 넘어가야 될 사항들을 알려주신다면요?

★ 이호근 : 아까 조금 전에 다 이제 말씀이 나왔었어요. 첫 번째는 일단 외부 충격이 없도록 가능한 한 사용하고 그다음에 90% 충전이 다 나온 얘기지만 빠진 얘기가 하나 있더라고요. 가능한 한 완속 충전을 써랍니다. 급속 충전을 많이 쓸수록 네 실제 배터리의 노화가 빨리 돼요. 그러다 보니까 아까 1충전 주행거리의 마케팅도 잘못됐다고 말씀드렸고 또 하나는 우리 차 500kg 가는데 급속 충전기로 20분 만에 충전돼 이런 얘기 350kw 전국에 몇 개 없거든요. 그러니까 사람들이 빨리 충전하는 걸 원하는데 실제 그렇게 될 경우에 덴탈라이트 덴탈 현상이 심화되고 배터리 노후화로 인해 화재 발생 위험성이 커집니다.

◇ 이익선 : 완속 충전하면 몇 분 걸려요?

★ 이호근 : 완속 충전하면 이제 배터리 용량에 따라 다른데 아무리 짧게 해도 6시간 7시간 걸려야 충전하게 되겠죠. 밤샘 충전 그러다 보니까 이런 공공기관이나 아니면 휴게소 이런 데서 급속 충전은 일부 집에 갈 때까지 한 100kg 정도만 충전을 하고 나머지는 집밥이라고 그러죠. 가서 밤새 꽂아놓는 충전기 보급이 좀 더 절실한 시점입니다.

◇ 이익선 : 외부 충격 조심해라! 완속 충전해야 합니다!

★ 이호근 : 충전율을 조금 낮춰서 풀충전하지 말아라. 요 정도가 가장 좋고요. 제작사가 BMS 고도화를 통해 매번 충전할 때마다 이상 유물을 즉각 체크해 주는 시스템 이런 걸 가지고 아마 마케팅 전략으로 쓰지 않을까 보고요. 조만간 결과가 나올 겁니다.

◈ 최수영 : 저는 지금 전기차 전기차 지금 문제에 대해서 조목조목 짚어주셨는데 교수님도 지금 다른 또 지금 이제 인터뷰가 또 있으시다고 해가지고 지금 보내드려야 할 것 같아서 혹시라도 마지막으로 중요하게 꼭 하실 말씀 하나 있다면은요?

★ 이호근 : 일단은 이게 친환경 정치하는 게 2050년 넷제로를 목표로 전 세계가 공통적으로 진행해야 되는 부분이고요. 아무리 공포스럽다라고 해도 현재는 전기차와 수소전기차의 보급 외에는 운송 분야, 수송 분야에서의 이산화탄소 배출량 저감은 방법이 없거든요. 그래서 정부도 어쩔 수 없이 밀어붙이는 상황이고요. 이런 부분에 대해서 공포심이 좀 더 잦아들도록 빠른 정책 발표 상당히 중요했고요. 이후에 기술적으로 세부적인 사항을 실현 가능하도록 만들어내는 게 정부의 역할이고 국민들은 믿고 따라야 되지 않을까 이렇게 봅니다.

◇ 이익선 : 교통사고와 항공 비행기 사고를 아까 비유하셨는데 희박하지만 한 번 나면은 대형으로 일어나는데 그걸 막기 위해서 이러이러한 게 필요하다까지 정리해 주셨어요. 잘 들었습니다. 비정치회담 오늘 대덕대 미래자동차학과 이호근 교수님께서 설명해 주셨습니다. 고맙습니다.

★ 이호근 : 네 감사합니다.

YTN 김양원 (kimyw@ytnradio.kr)

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