제조사·타입과 무관하게 발생하는 전기차 화재, BMS고도화·열관리 시스템 등이 대안

[산업일보]
인천 청라에서의 벤츠 전기차 폭발 사고에 이어 충남 금산에서의 EV6, 경기도 용인의 테슬라X 등의 폭발사고가 연이어 발생함에 따라 전기차에 대한 대중들의 인식은 단순한 공포를 넘어 ‘전기차 포비아(EV Phobia)’라는 신조어 발생에까지 이르렀다.

한화투자증권의 ‘전기차 포비아 해소의 관건 배터리 이상 징후 인지 예측 BMS)’ 보고서에 따르면, 이러한 사고가 이어짐에 따라 완성차업체들은 화재 사고 이후 전기차 모델별 배터리 제조사 공개 등 우려 해소를 위한 노력을 진행 중이나, 특정 배터리 제조사/타입과 무관 한 전기차 화재 발생 및 아직 정확한 화재 원인이 밝혀지지 않은 점에 따라 우려는 가중되고 있는 상황이다.

보고서에 의하면, 전기차 화재와 관련해 최근 화두가 되는 부분은 ‘과충전’으로 충전률(SOC, State of Charge) 90% 이상 시 화재 위험이 커질 것을 우려해 서울시에서는 공동주택 지하주차장에 90% 이하로 충전을 제한한 전기차만 출입할 수 있도록 권고하는 '공동주택 관리규약 준칙' 개정을 추진 중이다.

차량 관점으로 좁혀보면 전기차 화재 대응 절차를 배터리가 발화될 수 있는 조건을 사전 차단하거나, 사후적으로 발화된 부위를 최소화하는 것으로 구분 가능하며, 이를 위해서는 배터리 발화 여부를 인지할 수 있는 셀 상태 값(전류, 전압 조건 등)의 시점별 수집/확보가 필요하다고 보고서에서는 언급했다.

또한, 배터리 상태 인지 및 향후 상태 변화 예측을 위해서는 기본적으로 차량 배터리 시스템시스템(BSA) 내 존재하는 250~400여 개 셀(1모듈=12개 셀, 모듈 당 2.4kW)의 상태 값(전류, 전압)을 비롯해 배터리 부하에 영향을 주는 차량 상태(주행 상황, 운전자 기능 조작 패턴 등)변화에 대한 인지/판단 또한 필요하다고 보고서에서는 강조했다.

한편, 차량 내 수백여개의 배터리 셀과 차량 상태 정보를 실시간으로 수집해 처리하는 장치가 바로 BMS인데, 이는 배터리 안전성과 신뢰성을 유지유지/관리하는 두뇌 역할을 수행한다.

보고서는 이번 전기차 화재의 경우 여러 원인이 존재할 수 있으나, BMS 측면에서 봤을 때 배터리 셀 발화 여부를 판단할 수 있는 셀/차량 상태 정보 수집 기능이 미흡 했거나, 물리적으로 셀/차량 상태 정보를 수집하는 기능이 존재했다면 관련 정보를 토대로 배터리 발화 상황에 대한 사전 예측 또는 사후 인지/판단에 대한 HW/SW적 기능이 미흡했을 것으로 보고 있다.

보고서를 작성한 한화투자증권의 김성래 연구원은 “전기차 화재의 방지를 위해서는 BMS의 고도화와 열관리 시스템 연계 등이 대안이 될 것”이라며 “BMS고도화의 경우 BMS에서 차량 상태 및 배터리 상태 데이터를 상호 연계해 배터리 이상 징후 인지/예측 기술 고도화가 중요해질 것으로 전망되며, 열관리 시스템의 경우 주차 중에도 BMS간 연계를 통해 상시적으로 배터리를 냉각시키는 열관리 기능의 적용을 통해 배터리 과열 등 이상 징후 발생 시 사고 발생 위험을 경감시켜야 한다”고 보고서를 통해 언급했다.