인천광역시 청라에서 일어난 전기차 화재 사건을 비롯해 각지에서 전기차 관련 사고가 이어지고 있다. 이에 많은 시민들이 전기차 안전에 대한 우려의 시선을 보내고 있다.
전기차의 보급률이 높은 서울·경기권의 아파트 및 공동주택이나 기계식 주차장에선 혹시라도 화재 피해를 보지 않을지 걱정돼 전기차의 출입을 금지하기도 했다. 이처럼 전기차에 대한 불안감이 쉽게 떠나지 않는 상황에 서울 각 자치구가 경찰·소방 관계기관과 함께 전기차 사고 예방에 대한 대책 수립에 나섰다.
서울시에서 가장 많은 전기차가 등록된 강남구는 관내 공영주차장 중 전기차 화재 시 인명·재산 피해가 클 것으로 예상되는 주차장 20곳을 선정해 질식 소화포 22개를 배치한다고 밝혔다. 질식 소화포는 차량에서 화재가 발생했을 때 차량을 덮어 산소를 차단해 유독가스 확산을 막고 화재 초기 진압에 도움을 주는 장비다. 더불어 인구가 밀집된 역삼문화공원 제1호 공영주차장과 논현초교, 언주초교 공영주차장 등 3곳에는 열화상 카메라 9대를 설치하고 24시간 모니터링 시스템을 운영한다.
관악구는 관내 전기차 충전소 1162기에 대해 화재예방시설 설치 유무를 확인하는 전수조사를 실시하고 시설별 맞춤형 화재 안전 대책을 마련했다. 점검 대상에 포함되지 않은 1000세대 미만 공동주택과 인구 밀집도가 높은 상가 단지에 대해서는 지역구 소방서와 합동 점검을 추진한다.
서초구도 전기차 전용 주차구획에 열화상 카메라를 설치하고 24시간 모니터링을 실시한다. 이와 함께 질식 소화포와 함께 상방향 직수장치, 전기차 전용 소화기 등 화재 대응 키트를 설치했다.
성동구는 관내 소방·경찰 관계기관과 함께 전기차 화재 진압 시스템을 구축하고 화재 대응조치 합동 훈련을 추진한다. 이에 더해 관내 충전 구역에 열화상 카메라를 설치하고 조기에 화재를 감지·경고하는 시스템을 만들 방침이다. 이에 더해 성동소방서에 전기차를 침수시켜 배터리팩 냉각시키는 이동식 소화수조와 질식 소화포 등의 화재 진압 장비를 추가 지원할 계획이다.
경기도에서는 수원시가 가장 먼저 대책 수립에 나섰다. 수원시는 소방 당국, 전기차 설치업체 관계자들을 초청해 예방·대책 회의를 열고 전기차 화재 대응 방안을 논의했다. 이 자리를 통해 수원시는 전기차 충전시설을 지상으로 이전하는 비용을 지원하는 정책과 함께, 전기차 충전시설 이용 차량 3대마다 내화구조 격벽을 설치하도록 하는 법령 개정에 대한 안건을 다뤘으며, 시민들의 올바른 화재 대응을 위해 '공동주택 전기차 화재 대응 매뉴얼 및 행동 요령'을 배포하고, 전기차 충전시설을 갖춘 공영주차장에 소화 설비를 설치하는 방안을 마련했다. 이에 더해 공영주차장 충전 전용 구역을 지상 1층에 배치하고 주차장 스프링클러 등 소화 설비도 매달 점검할 예정이다.
자동차 제조사에서도 전기차 안전과 관련한 정보를 공개했다. 지난 8월 16일 국토교통부 자동차 리콜센터 누리집을 통해 국내 시장에 차량을 판매하는 21개 제조사가 자사 전기차에 탑재되는 배터리 제조사를 공개했다. 현대차∙기아는 이에 더해 전기차 안전에 관련된 핵심 기술들을 공개하며 전기차 포비아 확산 움직임에 대응했다.
현대차∙기아는 전기차 안전성과 함께 주행거리, 충전 시간 등 소비자가 중시하는 전기차의 기본기를 끌어올리기 위해 하드웨어부터 소프트웨어에 이르기까지 방대한 노력을 펼치고 있다고 밝히며, 15년의 자체 개발 노하우를 담은 '배터리 관리 시스템(Battery Management System, 이하 BMS)'에 대한 내용을 공개했다. BMS는 배터리를 전체적으로 관리하고 보호하는 '두뇌'인 동시에 자동차가 배터리를 사용하는 데 필요한 제어 정보를 제공하는 역할을 담당하는 부품이다.
현대차∙기아 BMS의 주요 역할 중 하나는 배터리가 안정적으로 작동할 수 있게 만들어 주는 정밀 '배터리 시스템 모니터링'이다. 배터리의 이상 징후를 신속하게 탐지하는 동시에 위험도를 판정, 차량 안전 제어를 수행하고 필요시 고객에게 통지함으로써 더 큰 문제가 발생하는 것을 미리 방지할 수 있게 해주는 기술이다.
전기차 배터리 화재는 다양한 원인으로 발생할 수 있으나 대부분의 발생 유형으로는 셀 자체의 불량 또는 충격에 의한 셀 단락이다. 현대차∙기아 BMS는 주행 및 충전 중 상시 진단뿐만 아니라 시동이 꺼지는 주차 중에도 정기적으로 깨어나 주기적으로 배터리 셀의 이상 징후를 정밀 모니터링한다.
BMS가 모니터링하는 항목으로는 전압편차, 절연저항, 전류 및 전압 변화, 온도, 과전압 및 저전압 등 다양하며, 최근 출시되고 있는 차량은 이에 더해 수일 또는 수 주 이전 잠재적인 불량을 검출할 수 있는 순간 단락, 미세 단락을 감지하는 기능도 추가돼 한 차원 높은 안정성을 제공하고 있다.
현대차∙기아는 최근에 개발된 순간 및 미세 단락을 감지하는 기술이 배터리 화재 사전 감지에 큰 효과가 있다고 판단, 신규 판매 차량에 적용하는 한편, 이미 판매된 전기차에도 연말까지 업데이트 툴 개발을 완료해 순차적으로 확대 적용할 계획이다.
배터리 이상 징후가 발견되면 BMS는 필요한 안전 제어를 수행하고, 위험 정도에 따라 고객에게 즉시 통보가 이뤄진다. BMS가 진단한 이상 징후 데이터는 즉시 원격지원센터로 전송되고, 이어 고객에게 입고 점검 및 긴급출동을 안내하는 문자메시지가 자동으로 발송된다.
이에 더해 심각한 문제가 발생한 것으로 판단될 때는 즉시 관계기관에 자동 통보되는 시스템의 개발도 추진할 예정이다. 현대차∙기아는 BMS 기술을 선도하며 안전진단 기술 강화를 위해 지속적인 연구개발을 이어 나갈 계획이다. 특히 첨단 진단 기술과 클라우드 서버 기반의 원격 정밀 진단(물리 모델, 머신 러닝 모델 활용)을 통합한 '온보드-클라우드 통합 안전관리 시스템'도 개발하고 있다.
충전 과정에서 또한 BMS는 중요한 역할을 한다. 일각에서는 전기차 화재 원인으로 과충전을 꼽고 있는데 이는 사실과 다르다고 현대차∙기아는 강조했다. 회사에 따르면 현재까지 현대차∙기아 전기차 가운데 과충전에 의한 화재가 한 건도 없었다. BMS가 충전 상태를 집중적으로 모니터링하면서 충전 제어기의 긴밀한 협조제어를 통해 과충전을 원천 차단해 과충전에 의한 문제 가능성은 0%에 가깝다고 밝힌 것.
현대차∙기아의 과충전 방지 기술의 가장 큰 특징은 바로 충분한 다중 안전 체계를 갖추고 있다는 점이다. 즉, 감지 자체에 오류가 발생했다 하더라도 이를 대체할 수 있는 총 3단계의 과충전 방지 기술을 중복되게 적용 중이다.
<1단계>는 BMS와 충전 제어기가 최적의 충전 전류 제어를 통해 고전압 배터리의 충전량 범위 내에서 안전하게 충전될 수 있도록 상시 관리된다. <2단계>에서는 BMS가 배터리의 충전 상태를 실시간 모니터링하여 정상범위에서 벗어날 경우 즉시 충전 종료를 명령하는 시스템이 작동된다.
만에 하나 차량 제어기와 배터리 제어기가 모두 고장 난 상황에서는 <3단계> 시스템이 가동된다. 이 단계에서는 물리적인 안전 회로가 작동, 전류 통로인 스위치를 강제로 차단한다.
현대차∙기아의 BMS 기술은 모니터링이나 과충전 방지에만 국한되지 않는다. 배터리 내부의 셀을 종합적으로 관리해 배터리의 내구성과 성능을 최적으로 유지하는 셀 밸런싱(Cell Balancing) 기술도 핵심 기술로 꼽힌다.
배터리 팩 안의 많은 셀 중에서 하나만 성능이 저하되어도 전체 배터리 성능은 떨어지기 때문에 배터리 셀 개별 관리를 통해 전기차 배터리 수명을 연장하는 게 매우 중요하다. 가령 배터리 셀들의 전압에 편차가 생길 경우, BMS는 이를 미리 인지해 셀 사이의 전압 편차를 줄이기 위한 셀 밸런싱 제어를 수행한다. 또 현재 배터리의 온도와 상태를 종합해서 배터리가 제공할 수 있는 최대 출력을 수시로 연산해 제어하고 있다.
한편, 현대차∙기아는 최근 전기차 화재 발생에 대해 전기차에 대한 불안감을 해소하고 고객의 안전 주행을 돕기 위해 안심 점검 서비스를 마련한다고 밝혔다. 점검 대상은 현대차·기아·제네시스 승용 및 소형 상용 전기차 전 차종이며 절연저항, 전압편차, 냉각시스템, 연결 케이블 및 커넥터 손상 여부, 하체 충격/손상 여부, 고장 코드 발생 유무 등 전기차의 안전과 관련된 총 9개 항목을 검사할 수 있다.
고객은 현대차∙기아∙제네시스 등 각 사 고객센터를 통해 평일 및 토요일 중 원하는 일정과 장소를 선택해 예약한 후 서비스를 받을 수 있다. 제네시스를 포함한 현대차 고객은 전국 22개 직영 하이테크 센터와 1234개 블루핸즈를 통해 점검 서비스를 이용할 수 있으며 기아차 고객은 전국 18개 직영 서비스센터와 757개 오토큐 매점에서 점검이 가능하다.