전기자동차(EV) 화재, 배터리가 갑자기 발화했을 때를 대비해 알아 두어야 할 대응법

전기자동차(EV) 화재, 배터리가 갑자기 발화했을 때를 대비해 알아 두어야 할 대응법

많은 전기차(EV)에는 스마트폰이나 모바일 배터리와 동일한 리튬이온 배터리가 탑재되어 있어 발화 위험이 있으며, 2024년 8월에는 중국산 배터리가 탑재된 메르세데스-벤츠제 EV가 인천 아파트 지하주차장에서 전소되어 1580가구에 피해를 주는 화재 사고가 발생한 바 있습니다. 이에 당국은 전기차 화재방지책으로 "배터리 정보공개 의무화"를 추진하고 있습니다. 일반 차량 화재와는 다른 대응이 필요한 EV 배터리 발화에 대해 전문가가 설명하는 내용입니다. 

◆ 전기차(EV)의 안전성
전기차(EV)의 배터리는 기본적으로 안전하고, 예를 들면 호주에서 2010년~2023년에 일어난 EV의 배터리 화재는 4건 밖에 없다고 합니다. 2023년~2050년에는 연간 900건이 발생할 것으로 예상되지만 호주를 달리는 총 차량 수로 보면 큰 숫자는 아닙니다.

미국 조지아공대 첨단배터리센터 공동 디렉터인 매튜 맥도웰은 "배터리 제조 시 결함으로 인한 발화는 매우 드물며, 특히 EV에는 배터리 관리시스템도 탑재돼 있다"고 말합니다.

하지만 EV의 배터리는 엄청난 에너지를 저장하고 있어 한번 사고가 나면 맹렬한 화재가 될 수 있기 때문에, EV 화재를 진화하기 위해 소방관들이 특별한 훈련을 받기도 합니다.

◆ EV 차량 화재는 어떻게 일어나는가?
어떠한 이유로 전기차(EV)의 배터리가 손상되면 열폭주라고 부르는 현상에 의해 화재가 발생할 우려가 있습니다. EV의 배터리는 하나의 거대한 전지가 아니라 셀이라 불리는 작은 배터리의 집합체로 되어 있으며, 열폭주가 일어나면 하나의 셀이 화학반응으로 발화하고 나서 옆 셀을 연소시켜 EV 전체의 화재로 발전합니다.

EV의 배터리는 다양한 이유로 손상되지만, 미시간대학 배터리연구소의 그렉 레스 소장은 EV 배터리의 화재를 '사고'와 '제조 시의 결함'이라는 카테고리로 크게 구분하고 있으며, 배터리에 구멍이 나는 충돌사고나 충전의 착오 등은 모두 '사고'로 분류됩니다.

레스는 「일단 사고에서의 배터리 화재(火災)는 옆에 놓아 둡시다. 왜냐하면 사고로 화재가 나는 것은 어떤 종류의 차라도 마찬가지라는 것을 누구나 알고 있기 때문입니다」라고 말했습니다.

원인이 어떻든 배터리 화재는 모두 소화(消火)가 어렵지만 제조 시 결함으로 인한 화재는 언제 발생할지 모르기 때문에 소비자들에게는 특히 두려운 것입니다. 예를 들어 2016년에는 삼성 스마트폰 '갤럭시 노트 7'에서 배터리가 폭발하는 사고가 잇따르면서 결국 대규모 리콜 사태로 발전한 바 있습니다.

레스에 따르면, 결함에 의한 배터리 발화의 원인은 설계에 있다고 합니다. 레스는 설계 중 어딘가에 문제가 있으면 셀이 합선돼 열이 발생하고 이로 인해 액체 전해질이 증발해 셀 내에 가스가 발생합니다. 그리고 열로 그것이 폭발해 다른 셀로 파급됩니다"라고 말했습니다.

앞서 언급한 국내의 EV 화재도 이 메커니즘을 통해 대규모 화재로 발전했을 가능성이 높다는 지적이 나오고 있습니다.

◆ 만약 사고로 전기차(EV) 화재가 발생했을 경우 대응방법
전미방화협회는 운전 중 EV가 화재를 일으킨 경우 즉시 안전한 장소에 차를 세우고 간선도로에서 벗어나도록 지시하고 있습니다. 차를 세우면 엔진을 끄고, 승차한 사람 모두는 물건을 찾거나 하지 말고 신속하게 차에서 내려야 합니다. 또 소방서에 신고할 때는 불타는 차에서 100피트(약 30m) 이상 떨어져야 한다고 합니다.

화재가 발생하면 가장 먼저 생각나는 것은 물을 뿌려서 초기 진화를 하는 것이지만, EV 화재의 경우는 스스로 물을 뿌려서 불을 끄려고 해서는 안 됩니다. 배터리 발화는 화학 화재이고, EV 화재 진화에는 휘발유 차량의 10배에서 40배의 물이 필요하기 때문에 약간의 물을 뿌린 정도로는 멈출 수 없기 때문입니다. 또한 자동차에 접근했을 때 화염이 뿜어지거나 폭발로 파편이 비산하여 큰 부상을 입을 위험도 있습니다.

만약 발화한 EV의 배터리에 물을 뿌리면, 소화(消火)는커녕 오히려 불기운을 강화하는 원인이 될 가능성이 있습니다. 이는 물이 리튬과 반응하여 가연성 수소 가스를 발생시켜 폭발할 우려가 있기 때문입니다.

EV 화재에 대응하는 소방관은 그동안 배터리를 냉각하기 위해 물을 뿌려왔지만 경우에 따라서는 방수하지 않고 배터리가 다 탈 때까지 지켜보는 판단을 할 수 있습니다. 예를 들어 테슬라는 Model 3의 긴급 가이드에게 "배터리 화재는 완전히 진화하기까지 최대 24시간이 걸릴 수 있습니다. 주변의 가연물을 보호한 후에 자연소화를 기다리는 것도 고려해 주십시오'라고 기재되어 있습니다.

불이 잠잠해지면 차내에 두고 온 귀중품을 가지러 가고 싶겠지만, 이것도 절대 해서는 안됩니다. 불이 꺼지더라도 배터리에는 에너지가 남아 있어 진화 후 몇 시간, 경우에 따라서는 며칠이 지난 후 다시 불길에 휩싸일 가능성도 있기 때문입니다.

또한 배터리 화재에서는 유해한 연기를 흡입할 위험성도 있습니다. 따라서 화재를 일으킨 EV에 접근할 경우 현지 소방당국이 전체적인 상황을 통제하고 안전하다고 선언할 때까지 기다려야 합니다.

◆ 안전하게 전기차(EV)를 타려면?
우선 결함이 있는 것으로 판명된 배터리는 신속하게 리콜로 교환해 달라고 요구해야 합니다. 또 배터리를 과충전하면 발화위험이 높아지기 때문에 과충전도 피해야 합니다.

지금은 거의 보급되지 않았지만, 전문가는 고체전지를 탑재한 EV의 등장에 기대를 걸고 있습니다.
맥도웰은 "고체전지는 리튬이온 배터리보다 우수한 열 안정성을 보여줄 가능성이 있습니다. 액체 전해질도 사용되지 않기 때문에 배터리의 가장 불에 잘 타는 요소는 제외됩니다"라고 말했습니다.

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Electric vehicle battery fires—what to know and how to react | Ars Technica
https://arstechnica.com/cars/2024/08/electric-vehicle-battery-fires-what-to-know-and-how-to-react/

What causes lithium-ion battery fires? Why are they so intense? And how should they be fought? An expert explains
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