전기차 화재의 원인, 특징, 예방

 

 

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안녕하세요.

최근 청라 아파트 주차장 화재, 테슬라 전기 트럭 화재 등 전기차 배터리 화재에 대한 이슈가 많이 발생하고 대두되고 있습니다. 이런 전기자동차의 배터리 화재에 대해 이번 포스팅에서 다뤄보겠습니다.~

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청라 아파트 주차장 화재 / 테슬라 전기 트럭 화

※1. 전기차 배터리 화재 특징

▶1. 전기차 화재의 특징

 

• 초기 발생의 조짐: 전기차 화재는 내연기관 차량 화재와 달리 초기 단계에서 즉각적인 화염이나 연기가 발생하지 않을 수 있습니다. 배터리 내부에서 화학적 반응이 시작되면, 외부적으로 드러나기 전까지 시간이 걸릴 수 있습니다. 이로 인해 운전자가 화재 발생을 미리 인지하지 못할 가능성이 큽니다.
• 급격한 발화: 배터리 내부에서 열폭주가 시작되면 화재가 급격하게 발생하며, 불이 붙는 순간 화염이 매우 빠르게 확산됩니다. 이 과정에서 연기와 불꽃이 순간적으로 발생해 대처가 어렵습니다.

 

 

▶2. 전기차 화재의 위험

 

• 배터리의 높은 에너지 밀도: 전기차에 사용되는 리튬이온 배터리는 매우 높은 에너지 밀도를 가지고 있습니다. 이로 인해 화재가 발생하면 화염의 온도가 매우 높고, 화재의 확산 속도가 빠릅니다. 또한, 이러한 배터리는 화재 발생 시 대량의 열과 유독가스를 방출합니다.
• 재발화 가능성: 전기차 배터리는 내부에서 "열폭주(Thermal Runaway)" 현상이 발생할 수 있습니다. 열폭주는 배터리 셀의 온도가 임계점에 도달하면서 연쇄적으로 다른 셀로 확산되는 현상으로, 이는 초기 화재가 진압된 후에도 재발화할 가능성을 높입니다. 이는 전기차 화재가 내연기관 차량의 화재보다 진압하기 어려운 이유 중 하나입니다.
  

  

• 진압의 어려움: 전기차 화재는 일반적인 소화 방법으로는 완전히 진압하기 어렵습니다. 리튬이온 배터리 화재는 대량의 물을 사용해야 하며, 심지어 진압 후에도 배터리 내부에서 화학적 반응이 지속될 수 있습니다. 이로 인해 소방관들이 전기차 화재에 대응하는 데 더 많은 시간과 노력이 필요합니다.
• 유독가스 방출: 배터리가 불에 탈 때 방출되는 가스는 유독할 수 있습니다. 전기차 배터리 화재 시 발생하는 가스에는 산화 리튬, 불화수소, 포름알데히드 등 인체에 해로운 물질이 포함될 수 있습니다. 이러한 가스는 화재 진압 시 인명 피해를 초래할 수 있습니다.

  

• 전기적 위험: 전기차는 높은 전압을 사용하는 시스템을 갖추고 있어, 화재 시 전기적 위험이 존재합니다. 화재가 발생한 차량에 접근하거나 진압할 때 감전의 위험이 있어 소방관 및 응급구조대원들에게 추가적인 위험 요소가 됩니다.

 

 

 

 

▶3. 화재 진압의 어려움

 

• 전기차 화재의 특수성: 전기차 화재는 전통적인 소화 방법으로 쉽게 진압되지 않습니다. 물을 사용해 진압할 경우 많은 양이 필요하며, 배터리 내부에 접근하지 못해 화재가 계속 발생할 수 있습니다. 또한, 일부 소화제는 리튬이온 배터리 화재를 진압하는 데 적합하지 않으며, 잘못된 소화 방법은 화재를 악화시킬 수 있습니다.

  

• 재발화의 위험성: 전기차 화재는 배터리 내부의 화학적 반응이 완료되지 않는 한, 진압 후에도 재발화할 가능성이 큽니다. 심지어 수 시간에서 수일 후에 재발화가 발생할 수 있어, 화재 후에도 차량을 안전하게 처리하는 것이 중요합니다.

 

 

 

 

 

※2. 전기차 배터리 화재의 원인

▶1. 배터리 화재의 메커니즘

• 열폭주(Thermal Runaway): 전기차 화재의 가장 위험한 부분은 열폭주입니다. 이는 배터리 셀 내부에서 과열이 발생하여 열이 다른 셀로 확산되면서 연쇄적인 반응이 일어나는 현상입니다. 열폭주가 발생하면 배터리의 온도가 급격히 상승하고, 내부 화학물질이 분해되면서 가스가 발생해 폭발이나 화재로 이어집니다.
• 전해질의 가연성: 리튬이온 배터리의 전해질은 매우 가연성 물질입니다. 배터리 내부의 온도가 일정 수준을 초과하면 전해질이 발화하며, 이는 배터리 전체에 화재를 확산시키는 원인이 됩니다.

 

▶2. 전기차 화재원인

1. 배터리 손상: 충돌, 낙하, 외부 충격 등으로 인해 배터리가 물리적으로 손상되면 내부 단락(쇼트)이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 배터리 내부에서 과열이 발생하여 화재로 이어질 수 있습니다.
   

   

2. 배터리 과열: 배터리가 과도하게 충전되거나 방전될 때, 또는 열관리가 제대로 이루어지지 않을 때 과열이 발생할 수 있습니다. 과열된 배터리는 내부에서 화학적 불안정성을 초래하여 화재 위험을 증가시킵니다.
3. 제조 결함: 배터리 제조 과정에서의 결함이나 품질 관리 문제로 인해 배터리 셀 내부에서 단락이 발생할 수 있습니다. 이러한 경우, 사용 중 갑작스러운 화재가 발생할 수 있습니다.
4. 소프트웨어 결함: 전기차의 배터리 관리 시스템(BMS)에 오류가 있으면, 배터리의 온도, 충전 상태 등을 제대로 모니터링하지 못해 과열이나 과충전이 발생할 수 있습니다.
5. 외부 환경: 매우 높은 온도나 물 침수 등 극한의 환경 조건이 배터리의 안전성을 위협하여 화재로 이어질 수 있습니다.
   

   

 

 

 

※3. 전기차 화재 예방방법

1. 배터리 관리 시스템(BMS) 유지:
   • 배터리 관리 시스템은 배터리의 온도, 전압, 충전 상태를 모니터링하며 과충전, 과방전, 과열을 방지합니다. 정기적인 점검과 소프트웨어 업데이트를 통해 시스템이 정상적으로 작동하는지 확인해야 합니다.
2. 충전 시 주의:
   • 권장된 충전 장비와 충전 방법을 사용해야 합니다. 비정상적으로 오래 충전하거나 고속 충전을 자주 반복하면 배터리에 무리가 갈 수 있습니다. 충전 중 배터리가 과도하게 뜨거워지거나 이상한 냄새가 나면 즉시 충전을 중단해야 합니다.
3. 충돌 후 점검:
   • 전기차가 사고나 충돌을 겪은 후에는 배터리에 손상이 발생할 수 있으므로 반드시 전문 정비소에서 점검을 받아야 합니다. 외관상 문제가 없어 보여도 내부 배터리에 손상이 있을 수 있습니다.
4. 적절한 주차 및 보관:
   • 전기차는 극한의 온도에서 배터리가 손상될 수 있습니다. 특히 고온이나 직사광선 아래 장시간 주차하지 않도록 하며, 장기간 사용하지 않을 때는 배터리를 50% 정도 충전한 상태로 서늘한 곳에 보관하는 것이 좋습니다.
5. 정기적인 차량 점검:
   • 전기차는 배터리와 전기 시스템의 정기적인 점검이 필요합니다. 정기 점검을 통해 배터리 상태를 확인하고, 이상이 발견되면 즉시 조치를 취해야 합니다.
6. 품질이 보증된 부품 사용:
   • 전기차 수리 시에는 반드시 인증된 부품과 정비사를 통해 수리를 받아야 합니다. 비공식 부품이나 비인증 정비사는 배터리 손상이나 화재 위험을 증가시킬 수 있습니다.
7. 화재 발생 시 대응 계획 마련:
   • 화재가 발생할 경우를 대비해 소화기 등을 비치하고, 차량에서 빠르게 대피하는 방법을 숙지하는 것이 중요합니다. 또한, 전기차 화재는 일반적인 소화기로 진압하기 어렵기 때문에, 초기 진화가 불가능할 경우 신속히 119에 신고해야 합니다.

이와 같은 예방 조치를 통해 전기차의 안전성을 높이고 화재 발생 위험을 줄일 수 있습니다.

 

 

 

 

이상으로 전기차 배터리 화재에 대한 이슈를 마치겠습니다. 감사합니다.