최근 전기차 배터리 화재 예방을 위해 '과충전 방지'가 대안으로 등장하고 있는 가운데 배터리 충전량(SoC, State of Charge)과 화재는 직접적인 상관 관계가 없다는 주장이 나왔다. 20일 현대차기아는 "배터리 충전량과 화재 발생 간에는 관계가 없다"며 "100% 완충해도 안전하게 운행할 수 있다"고 강조했다. 현대차 관계자는 "다른 가전제품의 배터리와 마찬가지로 전기차용 배터리는 100% 충전해도 충분한 안전범위 내에서 관리되도록 설계됐다"면서 "만에 하나 문제가 발생하더라도 '배터리 두뇌' 역할을 담당하는 첨단 BMS(배터리관리시스템)가 이를 차단하고 제어한다"고 설명했다. 전기차 배터리 화재에 대한 오해와 궁금증을 정리했다. ◆모니터에 100% 완충 표기 떠도 '찐' 완충은 아냐...3중 관리로 제어 현대차기아에 따르면 배터리 충전 용량은 안전성이 검증된 범위 내에서 산정된다. 충전량 100%를 기준으로 안전성을 검증하고 관리한다는 의미다. 실제 소비자가 완충을 하더라도 전기차 배터리에는 추가 충전 가능 용량이 존재하며, 운전자가 수치상으로 볼 수 있는 충전량은 총 3개의 마진이 반영된 결과라는 게 업체 측 설명이다. 3가지 마진을 적용하는 가장 중요한 이유는 화재 발생 가능성이 아닌 배터리의 내구 수명을 확보하기 위함이다. 예를 들어, NCM 배터리의 경우 g당 최대 275mAh 정도의 에너지를 담을 수 있지만 배터리 제조사는 이보다 낮은 g당 200~210mAh 수준만 실제 사용될 수 있도록 설계한다. 여기에 자동차 제조사도 일부 사용 가능 용량을 마진으로 남겨둔다. 소비자가 내비게이션 화면 등을 통해 볼 수 있는 충전량 수치는 배터리 셀 제조사와 자동차 제조사가 각각 설정한 마진을 제외한 상태로 안내된다. BMS가 사용 가능 용량을 재산정하는 리밸런싱(Rebalancing) 과정에서도 일부 제외되는 용량이 있다. 배터리 팩 안의 많은 셀 중에서 하나만 성능이 저하돼도 전체 배터리 성능이 떨어지기 때문에 배터리 셀 개별 관리를 통해 전기차 배터리 수명을 연장하는 것은 매우 중요하다. 가령 배터리 셀들의 전압에 편차가 생길 경우, BMS는 이를 미리 인지해 셀 사이의 전압 편차를 줄이기 위한 셀 밸런싱 제어를 수행한다. 이 과정에서 가장 적은 용량이 남은 셀을 기준으로 전체 충전 가능 용량을 재산정해 안전한 사용 용량 이상의 활용을 방지하고, 동시에 추가적인 용량 마진을 확보하고 있다. 이렇게 산정돼 소비자에게 안내되는 100% 충전량은 배터리 제조사와 자동차 제조사가 안전성 검증을 충분히 완료한 구간이라는 것이다. 만약 100% 충전을 넘어 과충전이 발생할 경우 전해액 분해 반응, 양극 구조 변경 등에 의한 안전 문제가 발생할 수 있지만 BMS가 이를 사전 차단하기 때문에 과충전 가능성이 없다는 것이 현대차기아의 설명이다. 회사 관계자는 "현대차기아가 15년 이상 노하우를 바탕으로 개발한 BMS는 다중안전 체계를 바탕으로 총 3단계의 과충전 방지 기술이 적용됐다"면서 "현재까지 과충전 사고가 발생한 적은 단 한 번도 없다"고 강조했다. ◆과충전 방지로는 화재 100% 못막아...예방, 대응 메뉴얼에 초점 맞춰야 때문에 충전량을 제한하는 것은 근본적인 대책이 될 수 없다. 배터리 제조 결함이 없도록 배터리 셀 제조사와 함께 철저하게 품질관리를 하고 BMS를 통해 사전 오류를 진단해 사고를 예방하는 정책에 초점이 맞춰져야 한다는 설명이다. 현대차기아의 경우 BMS가 주행 및 충전 중 상시 진단 뿐만 아니라 시동이 꺼지는 주차 중에도 배터리 셀의 이상 징후를 모니터링한다. BMS가 모니터링하는 항목으로는 △전압편차 △절연저항 △전류 및 전압 변화 △온도 △과전압 및 저전압 등이다. 최근 신차는 선제적으로 잠재적인 불량을 검출할 수 있는 △순간 단락 △미세 단락을 감지하는 기능도 추가돼 안전성이 강화됐다. 현대차기아 관계자는 "고객에게 보여지는 완충(100%) 상태는 안전성이 철저히 검증된 구간 내에서의 충전량을 의미하기 때문에 완충에 따른 불안감을 갖지 않으셔도 된다"며 "앞으로도 배터리 사전 진단 및 화재 전이 방지 기술을 보다 고도화해 고객 여러분들이 안심하고 전기차를 운행할 수 있도록 하겠다"고 밝혔다. ◆커넥티드카 서비스 통해 고객 사각지대 최소화 현재 현대차기아는 BMS가 감지한 셀 이상 징후를 고객에게 문자메시지를 통해 통보하는 시스템을 갖추고 있다. 하지만 고객 통보시스템의 사각지대를 최소화하기 위한 조치를 강화할 계획이다. 대표적인 사각지대는 리스 차량 또는 렌터카 등 회사명의로 등록한 법인차다. 회사명의로 등록됐기 때문에 BMS가 셀 이상을 진단했다 하더라도 문자로 통보가 불가능하기 때문이다 이에 현대차기아는 대형 법인사 및 기업을 대상으로 법인차를 사용하는 실 운행자 명의로 등록하도록 설득하고 홍보할 예정이다. 실 운행자 명의 등록은 해당 법인에 소속된 고객이 커넥티드 서비스 어플리케이션을 내려 받은 뒤 간단하게 진행할 수 있다. 한편, 현대차기아는 최근 전기차 화재 발생에 대한 고객 우려가 높아진 상황에서 전기차에 대한 불안감을 해소하고 고객의 안전 주행을 돕기 위해 전국 서비스 거점에서 안심 점검 서비스를 진행한다.
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[Q&A]전기차 배터리 화재, 과충전 방지로 예방할 수 있을까?
배터리 화재 주요 요인과 배터리 안전 설계[사진=현대차]최근 전기차 배터리 화재 예방을 위해 '과충전 방지'가 대안으로 등장하고 있는 가운데 배터리 충전량(SoC, State of Charge)과 화재는 직접적인 상관 관계가 없다는 주장이 나왔다.20일 현대차기아는 "배터리 충전량과...
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