전기차 화재 원인, 대응 방안, 배터리 문제 분석

최근 아파트 지하주차장에서 발생한 전기차 화재 사고와 같은 전기차 화재 사고가 자주 보도되면서, 많은 사람들이 전기차의 화재 위험에 대해 불안해하고 있습니다. 동시에 전기차가 다른 차량 유형보다 화재 발생률이 높을 것이라는 생각을 가질 수도 있습니다. 그러나 HonestJohn의 연구에 따르면, 하이브리드 차량의 화재 발생률이 10만 대당 3,474건으로 가장 높은 반면, 내연기관 차량은 10만 대당 1,529건, 전기차는 10만 대당 25건으로 가장 낮은 화재 발생률을 보입니다. 이는 사람들이 전기차의 화재 위험성에 대해 우려하는 것과는 크게 다른 결과를 보여줍니다.

 

하이브리드 차량은 내연기관과 전기 모터를 동시에 사용하기 때문에 두 시스템의 화재 위험이 결합된 복합적인 위험을 지니고 있으며, 이는 내연기관 차량과 전기차보다 상대적으로 높은 화재 위험을 초래할 수 있습니다. 국립교통안전위원회(NTSB) 보고서 역시 하이브리드 차량의 높은 화재 위험성을 지적하고 있습니다. 이와 반대로, 전기차 화재에 대한 우려가 큰 이유와 전기차 화재의 실제 위험성에 대해 자세히 알아보겠습니다. 이 게시글에서는 먼저 자동차 유형별 화재 위험성을 살펴본 뒤, 전기차 화재의 진압이 어려운 이유와 배터리 화재의 구조적 문제를 분석하겠습니다. 이후에는 현재 전기차 화재 문제와 이에 대한 대응 방안에 대해 알아보겠습니다

 

 

1. 자동차 유형별 화재 위험성

자동차는 크게 내연기관차, 하이브리드차, 전기차로 구분할 수 있으며, 각 유형의 차량은 구동 방식과 연료 사용에서 차이가 있습니다. 이로 인해 화재 발생 원인과 위험성도 각기 다릅니다. 각 유형의 특징과 화재 위험성을 살펴보면 다음과 같습니다.

 

내연기관차는 우리가 오랜 시간 사용해 온 전통적인 자동차입니다. 이 차량은 휘발유나 경유와 같은 화석 연료를 연소시켜 엔진을 구동합니다. 이 과정에서 고온의 열과 배기가스가 발생하며, 주된 화재 원인으로는 연료 누출, 전기 시스템의 단락, 엔진 과열 등이 있습니다. 연료 누출은 휘발성이 강한 연료가 고온의 엔진 부품과 접촉하면서 발생할 수 있습니다. 전기 시스템의 단락은 배선의 노후화나 부주의한 정비로 인해 발생할 수 있으며, 엔진 과열은 냉각 시스템의 고장으로 인해 엔진 온도가 상승하면서 화재로 이어질 수 있습니다.

 

하이브리드차는 내연기관과 전기 모터를 동시에 사용하여 두 시스템의 장점을 결합한 차량입니다. 그러나 이로 인해 두 시스템의 화재 위험성도 동시에 내포하고 있습니다. 내연기관차와 마찬가지로 연료 시스템의 문제와 전기 시스템의 문제로 화재가 발생할 수 있습니다. 특히, 하이브리드차는 높은 전압과 대용량 에너지를 저장하는 배터리 시스템을 갖추고 있어, 배터리 관리 시스템(BMS)의 오류나 충돌로 인한 배터리 손상이 화재를 유발할 수 있습니다.

 

전기차는 전기 모터와 대용량 배터리를 사용하여 구동됩니다. 내연기관차나 하이브리드차와 달리 화석 연료를 사용하지 않기 때문에 연료 누출로 인한 화재 위험은 상대적으로 적습니다. 그러나 배터리와 관련된 화재 위험이 큽니다. 전기차 화재의 주요 원인은 배터리 과열(열폭주 현상), 충돌 시 배터리 손상, 배터리 관리 시스템의 오류 등이 있습니다.

 

2. 전기차 화재 진압이 까다로운 이유

내연기관 차량의 화재는 주로 휘발유나 디젤과 같은 고가연성 연료가 원인입니다. 사고 시 연료가 누출되면 폭발 위험이 있고, 불이 빠르게 번질 수 있습니다. 또한, 엔진과 배기 시스템의 고온 부품은 화재를 확산시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 화재는 일반적인 소화 방법인 물이나 소화기로도 비교적 쉽게 대응할 수 있습니다. 또한 내연기관 차량의 구조가 단순하기 때문에 초기 진압이 중요하지만, 전체적인 진압 난이도는 낮은 편입니다.

 

반면, 전기차 화재는 주로 배터리에서 발생합니다. 리튬 이온 배터리는 화재가 발생하면 열폭주(thermal runaway) 현상으로 인해 온도가 순식간에 섭씨 1000도 이상으로 급상승할 수 있습니다. 이로 인해 배터리 셀 내부에서 열이 급격히 증가하면서 연쇄 반응을 일으켜 폭발할 위험이 있습니다. 또 한 가지 문제는, 전기차의 배터리 화재는 한 번 진압된 후에도 시간이 지나면서 다시 발화할 가능성이 높다는 점입니다. 이는 배터리 내부의 화학반응이 계속되기 때문입니다.

 

전기차 화재 진압의 어려움은 물로 인한 진압이 효과적이지 않다는 점에서 더욱 두드러집니다. 리튬 이온 배터리는 높은 전압을 가지고 있어 물로 진압하면 전기적 위험을 초래할 수 있습니다. 물은 전기를 잘 전달하기 때문에 배터리 내부에서 전기적 합선을 유발할 수 있으며, 배터리 내부 깊숙이 침투하지 못해 과열된 셀을 효과적으로 식히지 못합니다. 따라서 전용 소화제가 필요합니다.

 

또한, 전기차 화재 후에는 배터리를 충분히 냉각시키는 작업이 필수적입니다. 전기차의 배터리는 보호팩으로 덮여 있어 일반적인 소화 약제로는 진압이 어려운 경우가 많습니다. 이에 따라, 질식소화 덮개나 소화수조와 같은 전문 장비와 기술이 필요합니다. 현재는 배터리팩에 구멍을 뚫어 분사하여 화재를 진압할 수 있는 진압 장비가 개발되고 있으며, 이러한 기술이 화재 진압을 보다 효과적으로 지원하고 있습니다.

 

3. 전기차 배터리 화재의 구조적 문제

전기차의 배터리는 보호팩으로 덮여 있을 뿐만 아니라 대부분 차량의 하부에 위치해 있어 물리적으로 접근하기 어렵습니다. 이로 인해 소화액이나 소화제가 배터리 셀 내부 깊숙이 침투하기 힘들어, 화재 진압이 매우 어렵습니다. 또한 배터리 내부에서 열폭주 현상이 발생하면 온도가 급격히 상승하고, 이로 인해 재발화 가능성이 높아지기 때문에 소방관들이 화재 발생 후에도 지속적으로 감시해야 합니다.

 

전기차는 대부분 리튬 이온 배터리에 의존하고 있으며, 이 배터리는 화학적 특성상 화재 진압이 매우 어렵습니다. 리튬 이온 배터리의 열폭주 현상은 배터리 셀 내부에서 급격한 열 상승과 연쇄 반응을 유발하여, 배터리가 다시 발화할 위험이 큽니다. 이러한 이유로 전기차 배터리 화재의 구조적 문제가 지적받고 있습니다.

 

4. 결론

 

전기차의 보급이 빠르게 이루어짐에 따라, 전기차와 관련된 화재 사고도 증가하고 있습니다. 소방청에 따르면 2018년부터 2023년까지 160건의 전기차 화재가 집계되었으며, 매년 그 수가 증가하는 추세입니다. 자세한 전기차 화재 건수는 위의 그림을 통해 확인할 수 있습니다. 이에 따라 피해를 예방하기 위한 법령 및 대응책의 강화가 필요하다는 목소리가 커지고 있습니다.

 

지하주차장은 전기차 화재 시 진압이 특히 어려운 장소로 꼽힙니다. 이는 밀폐된 공간으로 인해 연기와 유독가스가 빠르게 축적되고, 진입로가 제한되어 있어 소방차와 장비가 접근하기 어렵기 때문입니다. 또한, 전기차 배터리의 화재는 재발화 가능성이 높아 지하주차장 같은 공간에서 더 큰 위험을 초래할 수 있습니다.

 

지하주차장에 전기차 충전소가 점점 늘어나고 있지만, 충전소에 대한 설치 기준이나 규제가 부족하다는 지적이 있습니다. 이를 보완하기 위한 제도적 정비가 요구됩니다. 또한, 전기차 화재에 신속하게 대응할 수 있는 장비와 기술 개발의 필요성도 강조되고 있습니다.