전기 자동차 배터리 화재 피해를 줄이는 아이디어

요즘 전기차 배터리 화재 때문에 '전기차 포비아'라는 말까지 생겼습니다.

절대 전기차는 사지 않겠다는 분들이 많이 생겨나고 있는데요.

그런데 몇 가지 아셔야 할 것들이 있습니다.

 

우선 전기 차와 내연기관 차의 화재 비율은 비슷합니다. 

오히려 내연기관 차가 약간 더 높지요. 

화재가 가장 많이 발생하는 차는 '하이브리드' 차량입니다. 

 

그런데 문제는 배터리에 화재가 발생할 경우 진압이 어렵다는 것인데요.

하지만 SK-ON 배터리를 탑재한 전기차는 그런 걱정을 덜하셔도 될 듯 합니다.

MBC PD수첩에서 이번에 화재 사건을 일으킨 파라시스 배터리와 SK-ON 배터리의 화재 실험을 했는데요.

배터리의 구조적 차이로 인하여 SK-ON 배터리쪽이 훨씬 더 화재 확산이 더뎠습니다.

최소한 탑승자의 탈출 시간을 벌어줄 수 있다는 거죠.

실제로 SK-ON 배터리를 탑재한 전기차가 다른 지역에서도 아파트 주차장에서 화재를 일으켰는데 결과는 완전히 달랐습니다. 소방관이 도착할 때까지 전기차는 그저 연기만 내뿜고 있었던 거죠.

 

그럼 SK-ON배터리는 뭐가 다른 걸까요?

배터리를 30개의 모듈로 나눠놓은 것입니다.

그럼 하나의 모듈에서 화재가 발생하더라도 배터리 전체로 번지는 시간이 훨씬 늘어나는 원리죠.

결국 배터리는 에너지의 '집적'인데 이걸 분산시켜서 피해를 줄이는 방법을 선택한 겁니다.

 

그럼 승용차의 배터리는 왜 차량의 바닥면에 있는 걸까요?

그건 바로 무게 때문입니다. 승용차의 배터리는 용량에 따라 다르지만 보통 무게가 300~500kg에 달합니다. 

그 이상 무게가 나가는 경우도 있죠. 그래서 전기 승용차의 배터리는 지붕 위에 못 올리고 바닥에 두는 겁니다.

 

개인적으로 화재 비율이 지금보다 훨씬 더 줄어든다면

오히려 내연기관 차보다 화재에서 더 안전성을 확보할 수 있을 것이라 생각합니다. 

그럼 전기차의 배터리 화재를 더 줄이려면 어떻게 해야할까요? 

 

1) 차량 하부 높이 높이기

배터리 화재 원인 중 하나가 바로 '과속 방지턱'이라고 합니다. 

여기를 넘을 때 충격이 있는데 이게 배터리에 스트레스를 주고, 결국 그게 화재로 이어진다는 겁니다.

그럼 해결법은 나왔죠? 방지턱과의 충돌을 피하기 위해 차량 하부 높이를 더 높이는 겁니다.

그러면 세단 스타일의 전기차는 어렵습니다. SUV나 RV 타입의 차량만이 가능합니다. 

차량의 하부 배터리 높이를 지금보다 15cm 이상 높이면 과속 방지턱 충돌로 인한 화재는 많이 줄어들지 않을까요?

 

2) 배터리에 서스펜스 적용하기

이미 자동차 차체에 적용되어 있는 서스펜스를 똑같이 배터리에도 추가로 적용하는 겁니다.

배터리에 전해지는 충격을 최소화 하는 거죠.

그러면 평소 가만히 있다가 또는 과속 방지턱을 넘다가 화재가 일어나는 일은 많이 줄어들 거 같습니다.

 

3)  배터리 분산 시키기

배터리 화재는 일정 확률로 발생하게 되어 있습니다. 사고시에는 더욱 그렇죠.

그래서 배터리를 분산 시키는 방법으로 피해를 줄이는 방법이 있습니다. 

화재의 원인이 되는 고밀도의 에너지팩 위치를 분산 시키는 거죠.

 

예를 들면 이렇게 하는 겁니다.

배터리 팩의 4분의 1은 차량 지붕 위에 얹는 겁니다. '루프박스'처럼 말이죠.

(물론 루프박스처럼 사이에 공간을 만들어 차량과 분리시켜야겠지요)

배터리의 4분의 3은 차량의 바닥면에 있으니 균형이 무너지지는 않을 것으로 보입니다. 

그리고 이 4분의 3 중에서 다시 일부는 차량의 엔진룸 안에 설치하는 겁니다.

엔진룸에 설치되는 배터리도 충돌시 배터리에 화재가 발생할 경우 화염이 외부로 잘 빠져나갈 수 있도록 설계합니다.

그렇게 차량 하부의 에너지 밀도를 최대한 분산시켜서 공간 여유를 만들어주는 거죠. 

그럼 배터리에 화재가 발생하더라도 배터리 전체로 번지는 데에 최대한 시간을 벌 수 있습니다.

 

또 배터리를 사용하는 순서를 정해놓는 것도 중요합니다.

충돌 상황에 대비하여 엔진룸에 있는 배터리를 먼저 소진하고, 그 다음은 차량 하부, 그 다음 마지막에 차량 지붕의 배터리를 사용하는 겁니다. 물론 완전히 방전시키는 게 아니라 20%까지 먼저 엔진룸 배터리를 소진하는 거죠. 그리고 차량 하부 배터리를 사용하면서 지붕 위의 배터리도 서서히 사용하고요. 그런 에너지 밸런스를 콘트롤 하는 시스템도 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다.

 

빙 이미지 크리에이터 - Ai가 이미지 생성을 제대로 못했는데 사진에서 엔진룸의 배터리 팩이 하나씩만 엔진룸 양쪽에 설치되어 있다고 보시면 됩니다. 차량 지붕 위의 배터리팩 역시 루프박스처럼 지붕과 분리되어야 더 안전하겠지요.

 

4) 에너지 통로 만들어주기

일부 배터리팩은 이미 그렇게 설계가 되는 거 같은데요.

배터리팩에 화재가 발생할 경우 차량 안이나 옆으로 화염이 새어나가지 않고 차량의 중앙 아래로 화염이 빠져나가도록 설계하는 겁니다. 그렇게 되면 탑승객의 탈출이나 옆 차량으로 화재가 번지는 것을 최대한 늦출 수 있습니다.

화재가 발생하면 에너지는 분명 어디론가 폭주해야 합니다. 그걸 차량 아래 가운데로 모아주는 거죠.

 

5) 배터리 화재 전용 소화기 탑재

전기차에 기본으로 전기차 배터리 전용 소화 장치(소화기)를 탑재하는 겁니다.

차량의 바닥면에서 화재가 일어나니까 소화 장치에 금속으로 된 긴 호스를 연결하여 화재가 발생한 배터리 아래에 밀어 넣고 스프링클러처럼 소화액을 분사하는 거죠. 그러면 화재가 번지는 것을 지연시킬 수 있습니다. 그 사이 소방차가 오고, 소방관들이 전문 장비를 이용하여 화재를 진압하면 됩니다.

 

엔진룸 배터리의 경우 화재가 발생할 경우 화염이 빠져나오는 구멍이 차량 옆으로 나 있고요, 그 구멍에 전용 소화기를 분사해주면 화재가 진압되도록 설계를 하는 겁니다. 

 

< 결론 >

차량의 충돌 사고는 언제든 일어납니다.

중요한 것은 그것에 대비를 하는 겁니다. 차량의 성능이나 편의 기술은 이미 한계에 왔습니다.

중요한 건 승객과 보행자의 안전입니다. 

이것을 정복하는 기업만이 살아남을 것으로 봅니다.

 

물론 이렇게 만들면 차량 가격은 더 올라갈 겁니다.

모든 배터리팩에 서스펜스를 적용하고, 전용 소화기도 기본으로 탑재하고요.

그런데 그 가격 상승은 수백만 원 정도 아닐까요? 설마 1천만 원 이상은 아닐 겁니다.

그리고 수백만 원으로 나와 가족의 생명을 살릴 수 있다면 그 비용은 굉장히 적은 돈이라고 생각합니다.