전기차를 더 안전하게 만들기 위한 기술들

열 폭주가 나도 큰 화재로 이어지지 않도록 막기 위해 노력 중이다.

한번 발생하면 피해가 큰 전기차 화재를 방지하기 위해서 다양한 연구가 진행 중이다. 기본적으로 BMS (Battery Management System)는 배터리 전체의 과충전, 과방전을 막고, 높은 전류가 흐르고 열이 발생하면 해당 셀을 폐쇄하는 보호 기능을 수행한다. 배터리 내부의 온도를 지속적으로 모니터링해서 비정상적인 열이 발생해도 바로 차단해서 열 폭주 확산을 막는다. 

군용 장비에 적용되는 소재들이 배터리 내부에서 셀들 사이에 배치되어 열 폭주를 막는다. - LGES 홈페이지 참조

작은 셀의 고장으로 열이 발생하더라도 분리막이 버텨 주면 양극과 음극이 직접 닿는 합선을 막을 수 있다. 그래서 분리막에는 더 뜨거운 온도에서도 잘 버티도록 내구성을 강화하는 재질을 사용한다. 양극과 음극재에도 내열 코팅을 더하고 작은 고장에도 전체 시스템 화재로 번지지 않도록 전해질 자체를 불에 타지 않는 재질로 변경하기도 한다. 배터리 팩 자체도 1000도 이상의 고열 고압도 버티는 재질로 구성해서 차량 전체로는 열이 번지지 않게 한다.  

배터리의 손상을 막기 위해 강한 프레임으로 보호한다. - 현대차 홈페이지 참조

전기 자동차도 배터리를 더 안전하게 보호하기 위한 방향으로 진화한다. 차체 바닥에 셀을 모으고 앞 뒤와 사이드에 구조물을 설치해서 외부 충격에 손상을 입지 않도록 보호한다. 모듈들도 넓게 펼쳐서 열이 발생해도 주변으로 잘 전파되지 않도록 배치하고 배터리와 탑승객이 타고 있는 영역을 철저히 분리해서 화재가 발생해도 일정 시간 이내에는 유해가스가 실내로 유입되지 않도록 밀폐하는 기능도 갖추어야 한다. 

배터리에 못을 받아 강제로 합선을 일으켜도 온도가 올라가지 않도록 제어한다. - US Energy 자료 참조

실제로 전기차를 판매하려면, 배터리 셀의 안전을 검사받아서 안전을 인증받아야 한다. 그래서 배터리 셀 위에 1톤짜리 하중을 주어도 구조가 유지되도록 하고, 아예 못을 박아도 화재가 발생하지 않도록 안전하게 설계되어 있다. 거기에 충전하는 과정에서 조금이라도 열이 발생하면 전기차에서 알아서 충전 기능을 차단하는 기능까지 기본으로 장착되어 있다.