전기차 감전 사고는 왜 없을까?

 이번주는 필자와 전기차의 안정성과 위험성에 대해 이야기를 한번 해보자

 사실 ABS TCS ESC에서 시작한 정차기술부터 ADAS기술까지 수많은 기술들이 전기차를 보조하고 있다. 하지만 일반인들이 주행시안전기술이 이런 게 있다. 뭐다 해도 사실 굉장히 어렵고 복잡하게만 들리고 개념 자체가 상당히 복잡하다. 어려울 지라도 최대한 간단게 설명해볼테 한번 글을 읽어봐 주시기 바란다,

 

 사고와 관련해서 이야기해야 할 파트는 감전, 화재부터 시작해 자동차 추돌까지 크게 3편으로 이야기할 계획이고, 오늘부터 필자와 하나하나 알아볼 건데 맨 처음 시작할 이야기는 전기자동차인 만큼 감전사고에 관한 이야기이다.

감전이란 무엇인가?

 공학에서 이야기를 다루기에 앞서 가장 먼저 이야기해야 할 건 개념이다.

 우선적으로 감전이란 용어는 Electric shock 외부적인 상황에 의해 전기를 느끼게 되는 것이라 칭하고 있으며 실제로 매년 사망자가 나온다.

 하지만 이상하지 않은가? 여러분은 전기차에서 감전사고로 인해 사람이 죽었다는 기사를 본 적이 없을 것이다.

물론 화재사고로 인한 사망은 존재하지만 생각보다 관련 사망사고에 대한 이야기가 올라오는 경우는 보지 못했을 것이다.

 필자 또한 자료를 찾아보았고 관련 기사들 중 감전사고라 할만한 건 전기차가 충전 중에 찌릿하는 문제가 생겼다. 이 정도다. 물론 이게 문제가 되는 거 아니냐?라고 묻는다면 문제가 된다. 하지만 충전 중을 제외하고 문제가 없다는 점에서는 굉장히 신기하지 않은가??

감전사고가 없는 이유는 뭘까?

  필자가 이 사례를 타인에게 설명할 때, 예시로 적절하다 생각하는 것이 2022년도 침수 사건이다. 실제로 많은 분들이 기억하겠지만 당시에 서울에 전기차가 매우 많았고 48시간 이상의 장시간 침수가 일어나는 차량들도 많았지만 전기차에 감전으로 인해 사망했어요 라는 보고는 없었다.

 그럼 왜 전기차 배터리는 방전되지 않을까?

 배터리는 사실 전기회로를 통해 전류를 흘려주는 장치로 실제로 배터리를 물에만 넣어두어도 폐회로가 형성되어 방전이 일어나는 건 사실이다.

 하지만 전기차는 그러한 사고를 방지하기 위한 장치가 설계되어 있는데 조금 어려운 BMS시스템은 나중에 다루고 우선은 IP등급에 대한 이야기를 먼저 해보자

 IP등급? 어디서 들어보긴 했는데 뭐지?

 검색을  해본 독자분들은 전기차 배터리의 경우 국제전기기술위원회(IEC)에서 지정한 국제 방진방수 IP67 등급을 가지고 있다는 말을 많이 보았을 텐데 이를 좀 더 설명해 주면

 

 IP+숫자로 이루어진 이 등급은 International Protection Marking(국제보호표시)로 어느 정도로 안전한 지에 대한 국제적인 약속이구나 정도로만 이해면 좋다.

 실제로 스마트폰에도 많이 쓰이니 나중에 공학칼럼들을 찾아볼 독자님들을 위해 조금만 더 설명하면 숫자 두 자리의 의미는 아래와 같다.

앞자리 - 방진 보호 정도

0 - 없음

1 - 손의 접근으로부터 보호

2- 손가락의 접근으로부터의 보호

3 - 공구의 선단 등으로부터 보호

4 - Wire 등으로부터 보호

5 - 분진으로부터 보호

6 - 완전한 방진구조

뒷자리 - 방수 보호 정도

0 - 없음

1 - 수직으로 떨어지는 물방우로부터 보호

2 - 수직에서 15도 범위에서 떨어지는 물방울로부터 보호

3 - 수직에서 60도 범위에서 떨어지는 물방울로부터 보호

4 - 전방향으로 비산 되는 물로부터의 보호

5- 전방향으로 쏟아지는 물로부터의 보호

6 - 파도 등의 강력하게 쏟아지는 물로부터 보호

7 - 일정 조건으로 물에 잠겨서 사용 가능

8 - 물속에서 사용 가능

 

자 그럼 전기차 배터리의 IP 67등급이라는 뜻은 아래와 같이 해석이 되는데

완전한 방진구조에 일정조건에 물에 잠겨도 사용가능한 배터리입니다.

 실제로 시험결과에 따르면 30분 정도 물에 담갔다 빼도 운행이 가능하다는 결과도 있으니 배터리 자체가 튼튼하다는 것은 우선은 증명되었다고 본다. 

 하지만 물에 빠져버려서 안에 전기가 흐르면 문제가 되지 않을까? 내부에 전기가 흘러서 밖으로 흐르는 것 아닌가?라는 질문이 나올만하고 이는 같이 알아보자

BMS제어?? 그게 뭔데

출처-배터리 인사이드

 쉽게 설명하면 배터리에 제어기를 설치해 두고 갑자기 물이 많이 들어온다 하면 전기의 흐름자체를 끊어버리는 것이다. 물론 BMS시스템은 다뤄야 할 범위가 압도적으로 광범위하고 하는 일이 많지만 우선적으로 침수 시에 사고위험성을 감지하면 끊어버리는 안정장치를 가지고 있다 정로는 이해해 두자

 뿐만 아니라 물리적으로 끊어지는 퓨즈나 다른 안정장치 또한 너무나도 많아 사실상 침수로 사망사고는 발생할지 않았다 정도를 이해해 두면 좋을 것이다.

실제 전기차 안전을 이룩하기 위한 시험과정

실제로 전기차 안정을 위해 어떤 실험을 하고 있느냐 라는 자료를 찾아보면 현대자동차의 경우

아래와 같은 실험을 했다는 자료를 찾아볼 수 있었다.

간단하게 설명해 주면 차를 박아보고 물에 담가보고 불에 태워 봤다는 거다.

 관련 시험시설로 광주에 국가 공인으로 친환경 자동차 부품인증센터를 설립했다는 기사들도 찾아볼 수 있었고 사진을 봐보도록 하자

 진짜로 불 질러보고 물에 담가 버리니 사실 배터리 안정성에 대한 걱정은 할 필요가 없다.

오케이 배터리는 안전하네 그럼 충전중은 안전해?라는 질문도 한번 알아보자

전기차 충전 중에는 과연 안전한가

사실 비가 오는 날 전기차 충전하면 문제가 되나요 라는 질문을 한다면 우선 현대자동차의 자료를 보면

출처-현대장차 그룹

 실제로 저 정도의 안정시스템을 구축하고 있고 저기서 끝이 아니라 BMS에서 자체안정시스템 그리고 충전기 내부에도 안정시스템이 다 달려있다.

 릴레이든 인터록이든 수많은 전기 시스템적 안정성을 위한 장치를 포함해 대충 필자가 가볍게 이야기할 수 있는 것만 해도 4중 5중으로 달려있으니 일시적으로는 걱정을 안 해도 되기는 한다.

 다만 공인충전소의 이야기고 비공인으로 만들어낸 충전기에서는 충분한 문제가 발생할 수도 있고 감전사고에 대한 위험성은 언제나 존재한다.

 물론 전기 안전에 관한 법률은 전기차 업체들이 정말 목숨을 걸고 안정성을 높이기 위해 무한한 노력을 하고 있으니 전기차가 감전이 무서워서 못 타겠어요 라는 소리는 음.. 아직은 인식의 문제라고 필자는 생각한다.

 하지만 전기차 화재의 문제는 이와는 별게인데 다음글에서는 전기차 화제문제에 대해 한번 이야기해 보자