전기자동차 배터리 충전량과 화재 발생은 어떤 상관관계가 있을까?
최근 서울시는 80% 이상 충전된 전기차에 대해 아파트 지하주차장 이용을 제한하도록 하는 지침을 내렸다. 하지만 자동차업체들은 전기차의 완충과 과충전은 화재의 원인이 될 수 없다고 반박하고 있다.
20일 현대차·기아는 최근 전기차 배터리에 대한 소비자들의 불안이 필요이상 커지고 있는데 대해 "배터리 충전량(SoC)과 화재 발생간에는 아무런 관계가 없다"면서 "전기차를 100% 완충해도 안전하게 운행할 수 있다"고 강조했다.
현대차∙기아에 따르면 다른 가전제품의 배터리와 마찬가지로 전기차용 배터리는 100% 충전해도 충분한 안전범위 내에서 관리되도록 설계돼 있으며, 만에 하나 문제가 발생하더라도 '배터리 두뇌' 역할을 담당하는 첨단 BMS(배터리관리시스템)가 이를 차단하고 제어한다는 것이다. 따라서 배터리 충전량에 의해 배터리 내부의 물리적 단락이나 쇼트 발생이 결정되는 것은 아니라는 것이다.
현대차·기아는 "일반적으로 배터리 화재가 제조 불량 또는 외부 충돌 등에 의해 내부에서 물리적 단락이 발생하고, 양·음극간 높은 전류가 흐르면서 열이 발생하는데, 이때 화학 물질이 분해되면서 생성되는 산소 및 가연성 부산물 등으로 인해 발화로 이어지는 경우가 대부분"이라고 설명했다.
즉, 적은 충전량이더라도 단락으로 인한 화학물질의 반응 정도가 클 경우 화재 발생 가능성이 높을 수 있다는 것이다. 현대차·기아는 "과거 전자제품 등에서 배터리 충전을 제한한 사례가 있었지만 효과가 없었다는 점이 이를 방증한다"고 했다.
또 소비자가 배터리를 완충한 이후에 계속 충전해도 과충전으로 이어지지 않는다는 것이다. 배터리 내구 수명 확보를 위해 충전량에 총 3개의 마진이 반영돼 있기 때문이다.
우선 배터리 제조사에서 내구 수명 확보를 위해 총량의 10~20%의 마진을 둔다. 예를 들어, NCM 배터리는 g당 최대 275메가암페어시(mAh) 정도까지의 에너지를 담을 수 있지만 제조사는 이보다 낮은 g당 200~210mAh 수준만 사용될 수 있도록 설계한다.
두번째로 자동차 제조사에서도 자체적으로 마진을 둔다. 즉, 일반적으로 내비게이션 화면 등을 통해 볼 수 있는 충전량 수치는 제조사들이 각각 설정한 마진을 제외한 상태를 100%로 안내하는 셈이다. 마지막으로 배터리관리시스템(BMS)이 사용 가능 용량을 재산정하는 리밸런싱 과정에서 일부 제외되는 용량이 있다.
이렇게 산정돼 소비자에게 안내되는 100% 충전량은 배터리 제조사와 자동차 제조사가 안전성 검증을 완료한 구간이다. 현대차·기아는 "만약 100% 충전을 넘어 과충전이 발생하면 전해액 분해 반응, 양극 구조 변경 등에 의해 안전 문제가 발생할 수 있다"면서도 "하지만 BMS는 이를 정밀하게 제어해 사전 차단하기 때문에 과충전 가능성은 거의 없다"고 설명했다.
또 충전량을 제한하는 것은 대책이 될 수 없다며, 배터리 제조결함이 없도록 배터리셀 제조사와 함께 철저한 품질관리를 하고 BMS를 통해 사전오류를 진단하는 것이 사고를 예방할 수 있는 길이라는 것이다.
현대차·기아는 "BMS가 감지한 셀 이상 징후를 고객에게 문자메시지를 통해 통보하는 시스템을 갖추고 있다"며 "이에 더해 고객 통보시스템의 사각지대를 최소화하기 위한 대비도 강화해 나갈 계획"이라고 밝혔다.
한편 최근 전기차 화재 발생에 대한 고객 우려가 높아진 상황에서 전기차에 대한 불안감을 해소하기 위해 각 전기차 제조사들은 판매 차량에 탑재된 배터리 제조사 정보를 밝히거나 무료 안심 점검 서비스를 진행하고 있다.
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