전기차 화재 원인과 예방방법 이것만 알면 됩니다.

전기차 화재 원인과 예방 방법

전기차(EV) 시장이 빠르게 성장하면서 화재에 대한 우려도 커지고 있습니다. 전기차 화재는 드물지만, 그 발생 원인과 예방 방법을 잘 이해하는 것이 중요합니다. 이 글에서는 전기차 화재의 주요 원인, 발생 상황, 그리고 예방 방법을 전문가의 관점에서 다루겠습니다.

1. 전기차 화재의 주요 원인

a. 배터리 문제 (리튬이온 배터리) 전기차 화재의 가장 큰 원인은 리튬이온 배터리입니다. 전기차는 고에너지 밀도를 가진 배터리를 사용하는데, 배터리의 손상이나 내부 단락(short-circuit)이 발생하면 열폭주(thermal runaway) 현상이 일어날 수 있습니다. 이 현상은 배터리 내부 온도가 급격히 상승하며 불이 붙는 상황을 초래할 수 있습니다.

• 열폭주는 한 셀이 과열될 경우 인접한 셀들로 그 영향이 확산되면서 연쇄적인 폭발이나 화재를 일으킵니다.

**전기차(EV) 열폭주(thermal runaway)**는 배터리 내부의 온도가 급격히 상승하여 연쇄적인 화학 반응이 발생하는 현상입니다. 이 과정에서 배터리 셀이 불안정해지고, 폭발 또는 화재로 이어질 수 있습니다. 열폭주의 주요 원인은 다음과 같습니다:

1. 내부 단락 (Short-circuit)

배터리 셀 내부에 단락이 발생하면 전류가 비정상적으로 흐르면서 과도한 열이 발생합니다. 내부 단락은 배터리 셀이 손상되거나 충격을 받을 때 발생할 수 있으며, 리튬이온 배터리에서 매우 위험한 상태로 발전합니다.

2. 과충전 (Overcharging)

배터리가 과충전되면 내부의 전기적, 화학적 불균형이 생깁니다. 과충전 상태에서는 전류가 과도하게 공급되어 온도가 급격히 상승하고, 이는 열폭주의 시발점이 될 수 있습니다.

3. 배터리 손상

충돌, 물리적 충격, 또는 배터리 팩 외부의 손상은 내부 셀에 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인해 배터리 내부에서 열폭주가 시작될 수 있습니다. 특히 전기차 하부에 장착된 배터리가 충격에 민감할 수 있습니다.

4. 외부 온도 상승

극한의 고온 환경에서는 배터리의 냉각 시스템이 제대로 작동하지 못하거나, 배터리 자체가 과열되어 열폭주가 발생할 수 있습니다.

5. 불량 배터리 관리 시스템 (BMS)

배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리의 온도, 전압, 전류를 실시간으로 관리하는 역할을 합니다. BMS가 고장나거나 적절히 작동하지 않으면, 배터리의 온도 조절에 실패하여 열폭주를 초래할 수 있습니다.

6. 전기화학적 불안정성

리튬이온 배터리의 특성상 고온에서 전기화학적 반응이 가속화됩니다. 이러한 불안정한 반응이 빠르게 진행되면서 열이 축적되고 폭발적으로 증가하는 상황이 열폭주의 주요 원인입니다.

열폭주 현상을 예방하려면 배터리 관리 시스템을 정기적으로 점검하고, 과충전이나 과방전을 피하며, 충돌 시 배터리 상태를 즉시 점검하는 것이 중요합니다​

 

b. 충돌로 인한 배터리 손상 차량 충돌로 인해 배터리 셀이 물리적으로 손상되면 내부 단락이 발생할 수 있습니다. 특히 배터리 팩이 차량 하부에 장착되어 있는 경우 도로 위험물과의 충돌로 손상될 가능성이 큽니다.

c. 충전 중 과열 비정상적인 충전 상황에서 배터리가 과열될 수 있습니다. 고전압 충전(예: 급속 충전) 시에는 배터리 관리 시스템(BMS)의 오류나 충전 장치의 결함으로 과도한 전류가 흐르면서 발열이 증가할 수 있습니다.

d. 외부 환경 요인 고온이나 외부 충격, 물에 잠기는 등의 상황도 화재 위험을 높일 수 있습니다. 특히 홍수 같은 상황에서 배터리의 내부로 물이 침투하면 배터리 셀 사이의 단락을 유발할 수 있습니다.

 

2. 예방 방법

a. 배터리 관리 시스템(BMS) 점검 배터리 관리 시스템(BMS)은 전기차의 배터리를 실시간으로 모니터링하여 과충전, 과방전, 과열을 방지하는 핵심 장치입니다. 정기적인 점검과 소프트웨어 업데이트로 BMS의 성능을 유지하는 것이 중요합니다.

b. 충전 시 안전 수칙 준수

• 정품 충전기 사용: 비정품 충전기는 전류를 안정적으로 공급하지 못해 과충전 또는 과열을 유발할 수 있습니다.
• 충전 환경 확인: 통풍이 잘되는 곳에서 충전하고, 화재에 민감한 물질 근처에서 충전을 피해야 합니다.
• 급속 충전 최소화: 급속 충전은 배터리 수명에 영향을 미칠 뿐 아니라, 잦은 급속 충전이 배터리의 발열을 증가시킬 수 있으므로 가급적 완속 충전을 권장합니다.

c. 충돌 사고 후 즉각 점검 전기차가 충돌 사고를 겪은 경우, 눈에 보이는 손상이 없더라도 배터리 손상 여부를 점검하는 것이 중요합니다. 배터리 팩에 균열이 생겼거나 내부에 문제가 발생한 경우 즉각적인 수리가 필요합니다.

d. 배터리 방열 시스템 유지 전기차는 배터리의 과열을 막기 위해 냉각 시스템을 탑재하고 있습니다. 냉각 시스템에 문제가 생기면 배터리 온도가 상승하여 화재의 위험이 커질 수 있으므로 정기적인 점검과 유지 관리가 필요합니다.

e. 고온 환경에서 주의 고온 환경에서 전기차를 장시간 주차할 경우, 배터리가 과열될 수 있습니다. 가능하면 그늘진 곳에 주차하고, 장시간 주차 시 일정 수준 이상 충전하지 않도록 설정하는 것이 좋습니다.

3. 전기차 화재 시 대처 방법

전기차 화재는 일반적인 차량 화재와는 다릅니다. 전기차의 배터리 화재는 물을 사용한 소화가 어려울 수 있으며, 배터리 내부에서 화학적 반응이 계속될 수 있기 때문에 소화 작업이 복잡할 수 있습니다. 화재 발생 시에는 즉시 대피하고, 소방서에 전기차 화재임을 알리는 것이 중요합니다.

결론

전기차 화재는 드물지만 배터리 기술의 특성상 발생할 가능성이 완전히 배제되지는 않습니다. 전기차 소유자들은 배터리 관리, 충전 습관, 그리고 충돌 후 점검 등 예방 조치를 통해 화재 위험을 최소화할 수 있습니다. 안전한 사용과 정기적인 차량 점검으로 화재 위험을 줄이는 것이 중요합니다.