전기차 화재의 원인과 예방 방법

전기차 화재

전기차 화재의 주요 원인과 안전한 배터리 선택

전기차 화재는 배터리 시스템의 열 폭주(thermal runaway)와 배터리 내부 화학 반응, 전기 시스템의 결함이 복합적으로 작용하여 발생합니다. 주요 원인과 안전한 배터리 선택 방법을 살펴봅니다.

전기차 화재의 주요 원인

배터리 열 폭주

1. 배터리 열 폭주 (Thermal Runaway)
   • 과충전 (Overcharging): 배터리를 정격 전압 이상으로 충전 시 내부 전해질이 분해되며 가스가 발생, 발화 위험이 증가합니다.
   • 단락 (Short Circuit): 셀 내부의 양극과 음극이 직접 접촉될 경우 내부 저항이 낮아져 발열이 발생합니다.
   • 과방전 (Overdischarge): 과도한 방전 시 내부 전해질이 분해되어 화재 위험이 커집니다.
   • 열 폭주 과정: 특정 셀에서 발생한 과열이 인접 셀로 전달되어 전체 모듈이나 팩이 발화하는 연쇄 반응을 일으킬 수 있습니다.
2. 배터리 관리 시스템 (BMS)의 오류
   • 배터리 셀 불균형: 셀 간 전압 불균형이 발생하면 특정 셀이 과충전되어 발화 위험이 높아질 수 있습니다.
   • 냉각 시스템 결함: 냉각 시스템의 문제로 과도한 발열을 제어하지 못할 경우 화재로 이어질 수 있습니다.
   • BMS 소프트웨어 오류: 충전과 방전 과정에서 BMS가 제대로 작동하지 않으면 전류 과부하나 과열이 발생할 수 있습니다.
    
3. 물리적 손상과 충격
   • 교통사고: 충격으로 인해 배터리 팩이 손상되면 내부 단락이 발생하여 열 폭주가 시작될 수 있습니다.
   • 침수: 전기차가 물에 잠기면 전해질과 물의 반응으로 인해 화재 위험이 증가합니다.
4. 충전 인프라 문제
   • 고속 충전 시 발열: 빠른 충전 중 과열이 발생하면 배터리 화재 가능성이 커집니다.
   • 충전 케이블 및 커넥터 결함: 접촉 불량으로 인한 발열이 화재를 유발할 수 있습니다.

 

 

전기차 배터리 안전성 분석

전기차 배터리 안전성 분석

전기차 배터리의 안전성은 배터리 종류와 제조사에 따라 크게 달라집니다. 최근 전기차 화재 사고가 빈번해지면서 안전성이 높은 배터리에 대한 관심이 커지고 있습니다.

1. LFP (리튬 철 인산염) 배터리
   • 안전성: LFP 배터리는 열폭주에 강하고 화재 위험이 적어 전기차 제조사들이 선호하는 배터리입니다.
   • 사용 사례: 테슬라와 BYD가 LFP 배터리를 사용하여 화재 위험을 줄이고 있습니다.
2. 한국 제조사 배터리 (LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI)
   • 파우치형 배터리: 높은 에너지 밀도를 제공하지만, 외부 충격에 민감해 화재 위험이 상대적으로 큽니다.
   • 프리즘형 배터리: 단단한 케이스로 외부 충격에 강하며, 열폭주 억제 기능이 있어 안전성이 높습니다.
   • BMS (배터리 관리 시스템): 모든 배터리 제조사는 충전, 방전, 온도 조절을 자동 관리해 화재 위험을 줄이고 있습니다.

 

 

화재 안전성을 강화하는 기술과 전략

1. 열폭주 억제 설계: 프리즘형 배터리와 같은 단단한 케이스를 사용해 충격과 화재 전파를 방지합니다.
2. BMS(배터리 관리 시스템): 충전, 방전, 온도 조절을 자동으로 관리해 화재 위험을 최소화합니다.
3. 다층 보호 구조: 배터리 셀 간 물리적 격리와 냉각 시스템을 적용해, 한 셀에서 문제가 발생해도 전체로 전파되는 것을 방지합니다.

IIHS의 전기차 안전 정보 확인
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