[영상] 테슬라 화재사고 전기차 배터리 안전한가
[영상] 테슬라 화재사고 전기차 배터리 안전한가
  • 장현민 PD
  • 승인 2020.12.15 19:38
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

<자막원문>

한: 안녕하십니까. 디일렉 한주엽입니다. 오늘 이수환 팀장 모시고 테슬라 화재 사고에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 이 기자님 안녕하십니까.

이: 안녕하세요. 이수환입니다.

한: 지난 9일이죠. 12월 9일에 아파트 지하주차장에서 테슬라 모델Y 입니까?

이: ‘모델X’죠.

한: ‘모델X‘가 큰 차인데. “갑자기 급발진을 했다”라고 운전하신 분은 대리운전 기사이시고 급발진을 주장을 하는데 아무튼 차가 굉장히 빠른 속도로 주차장 벽을 들이받아버렸고 그러면서 불이 나서 안에 동승하셨던 분은 나오지 못하고 사망하는 이런 사고가 발생했는데. 이거와 관련해서 저도 주변에 테슬라 전기차 모델3든 모델S를 타고 다니는 분들이 있는데. 반응이 “되게 무섭다” 그래서 저도 사실 조금 뭐랄까요. 내용을 읽어보니 차에서 빠져나오지 못해서 문을 못 열어서 못 나왔다고 해서 저도 언뜻 봤더니 무섭다는 생각이 들더라구요. 어쨌든 계속 타고 다녀야 되는 차인데. 그 차는 일단 배터리에서 불이 난 거 아닙니까? 물론 충격에 의해서 불이 난 것 같은데. 어떻습니까? 테슬라 차량에 배터리가 많이 들어가 있죠?

이: 테슬라가 차종마다 조금씩 다르지만, 원통형 배터리가 6000개 이상 들어갔다고 보시면 됩니다. 21700 규격 배터리가 6000개 정도 들어갔구요.

한: 바닥에 다 깔려있죠?

이: 바닥에 깔려있고 파우치든 각형이든 이 배터리를 쓰는 전기차들은 한 400개 이상 쓴다고 보시면 됩니다.

한: 배터리에서 불이 나는 환경은 어떤 환경이 조성되어야 불이 납니까?

이: 가장 중요한 건 결국 열이죠. 배터리가 버틸 수 있는 온도라는 게 존재하는데. 온도가 150도 이상 넘어가게 되면 분리막이 파열됩니다. 분리막이 찢어져서 녹아내리면서 그러면서 양극과 음극이 만나면 걷잡을 수 없이 불이 발생하는 거죠.

한: 저희가 배터리 얘기를 할 때마다 항상 얘기하는 게 배터리의 4대 핵심요소. 양극재, 음극재, 분리막, 전해질. 양극과 음극이 만나면 터지는 거죠?

이: 만나면 터지죠.

한: 터지는데 중간에 분리막이 있고 또 분리막 사이로는 양극과 음극 재료가 왔다 갔다하는 게 아니고.

이: 리튬이온만 왔다 갔다합니다.

한: 리튬이온만 왔다 갔다하면서 전기가 왔다 갔다 하는 걸로 이제 배웠는데. 그래서 분리막도 되게 중요한 건데.

이: 분리막이 배터리 셀에서는 안정성을 지켜주는 최후의 보루라고 볼 수 있겠죠.

한: 근데 이제 열이 150도 이상 올라가면 터진다.

이: 배터리 분리막이 150도까지는 버텨야 되는데 보통 150도 이상 넘어가면 조금씩 찢어지기 시작합니다.

한: 그러면 서로 만나면.

이: 한 번에 불이 폭탄처럼 폭발하진 않겠지만 급격히 내부온도가 올라가죠. 그러면서 열이 나면서 셀 안에서 불이 나게 되면 거의 500도 이상 열이 치솟습니다. 그러면 옆에 있는 셀로 옮겨붙게 되고 연쇄작용으로 전체 배터리 셀에 화재가 발생하는 상황이 되는 거죠.

한: 온도가 올라가는 거 말고 외부 충격에 의해서도 그렇게 불이 날 수 있죠?

이: 배터리 형태에 따라서 구별이 되는데 원통형 배터리는 충돌에 취약하고 파우치형 배터리는 관통에 취약하고 각형 배터리는 열 노출에 취약하다는 특징을 가지고 있습니다. 물론 배터리가 공통적으로 열이나 충격에 취약하다는 건 일반적으로 잘 알려진 사실이지만 배터리 형태에 따라서도 어떤 안정성에 특히 취약한 부분들이 존재하죠.

한: 사실은 진짜 위험하다는 느낌이 들고 주변에서는 “밑에 바닥에 폭탄 같은 걸 싣고 다는 게 아니냐” 이런 식의 얘기들까지도 나오던데. 실제로 우리나라 같은 경우에 이 전기차들, 일반 하이브리드 차들도 있고 PHEV(플러그인 하이브리드)도 있고 테슬라처럼 순수 EV, 완전 전기차도 있지 않습니까. 그걸 하나로 보면 다 ’전기차‘라고 본다면 이렇게 불이 났던 사례들이 실제로 많아요?

이: 소방청에서 정부에서 통계를 냈는데요. 이런 배터리를 고전압 배터리라고 하는데. 고전압 배터리가 들어간 차량을 통계를 내봤습니다. 통계를 내봤더니 작년에 이런 차종이 8만9918대가 팔렸고 이 가운데 차량 대비 화재 사고율이 0.02%

한: 그 정도면 전체 자동차 등록 기준으로는 얼마나 됩니까?

이: 내연기관차로 따져도 내연기관차 화재 사고율이 0.02%니까

한: 몇 년 전에 BMW도 터지고 불이 났었잖아요.

이: BMW도 화재가 났죠. 화재가 났는데 화재가 난 부위가 조금 달랐어요. 화재가 난 부위가 연료 쪽에서 화재가 났던 게 아니고 디젤 차량들은 쉽게 말씀드리면 뱉은 걸 다시 먹습니다. 그러니까 배기가스에 일부를 다시 재연소시키거든요. 친환경 이슈 때문에. 그 과정에서 여러 가지 이물질들이 끼게 되면서 공기 흐름이 원활하지 않다 보니까 과열이 발생했던 부분이 있었고.

한: 그때 BMW는 주차장에 들어오지 말라고 팻말도 들었었던 것 같은데. 그렇게 일반 내연기관차에서 불이 나는 비율과 말씀하신 대로 고전압 배터리를 쓰는 차량에서 불이 난 비중이 비슷하다는 얘기인 거네요.

이: 통계학적으로는 의미가 없다고 봐도 무방할 것 같습니다. 0.02%입니다.

한: 그런데 우리가 이렇게 지금 뭐랄까요. 이렇게 사회적으로 ’겁난다‘라는 이미지를 갖게 되는 건 그만큼 도드라지게 보도도 되고 뉴스에서 나오니까 그런 거라고 봐야 되는 겁니까?

이: 익숙하지 않았고. 배터리 사고에서 가장 유명했던 사고가 2000년대 중반에 델 노트북이나 소니 노트북에서 갑자기 불이 나서 책상 위를 다 태웠다던가.

한: 던지고 그랬잖아요.

이: 그런 것들이 좀 더 도드라졌던 게 있었고 최근으로 되돌아가 보면 삼성은 잊고 싶겠지만 2017년 갤럭시노트7의 배터리 발화사건이 뇌리에 각인이 되어 있다 보니 아무래도 전기차에서 발생하는 화재나 일련의 사고들이 뇌리에 잘 각인이 되는 게 아닌가 싶습니다.

한: 근데 또 테슬라라는 어떤 브랜드, 자동차나 물건 이런 것들은 워낙 핫해서 또 배터리 산업계에서 테슬라와 연관만 되면 주가도 엄청 오르고 “호재다” 이렇게 얘기들을 많이 하는데. 이번에 사고 난 걸 뉴스로 들어보면 문을 못 열어서...

이: 문을 못 열어서.

한: 문이 안 열립니까? 전기가 끊기면?

이: 테슬라 측의 주장에 따르면 에어백이 전개가 되면 테슬라 모델S와 모델X 같은 경우에는 히든 손잡이 구조를 가지고 있죠. 그러니까 사용자가 앞으로 가면 손잡이 앞으로 튀어나오는 구조를 가지고 있게 되는데 에어백이 전개가 되면 이게 자동으로 튀어나온다고 되어 있습니다. 이게 익숙하냐 익숙하지 않냐에 대한 문제인데. 아주 오랜 기간동안 자동차 문을 연다는 게 뭔가를 잡아당겨서 열잖아요? 뭔가를 잡아당기는데 눈에 잘 보여요. 근데 특정 차종을 얘기해서 좀 그렇긴 하지만 과거에 대우자동차의 ‘에스페로’라는 자동차가 있었어요. 에스페로는 타보면 사람들이 당황해요. 문을 여는 손잡이가 일체형으로 되어 있거든요. 그래서 잘 보이지 않아서. 이게 위로 손잡이를 잡아당기는 방식이에요. 그래서 거기에 스티커를 따로 붙이는 경우도 있었습니다. 익숙하지 않았으니까.

한: 요즘에 새로 나온 벤츠 S클래스라든지 레인지로버라든지 이런 고급차종들은 키로 열면 문이 쭉 나와서.

이: 히든 도어 탑이죠.

한: 그게 공기역학적으로 좋다고 하는지 모르겠는데. 아무튼 그런 차는 계속 늘어날 것 같은데.

이: 트렌드이기도 하니까요.

한: 안에서 열기가 어렵다는 건 조금 더 계도를 해야 되겠다는 생각도 드네요. 차를 받아 갈 때 만약에 “문제가 생겨서 문이 안 열리면 이렇게 하세요”라는 것도 근데 그게 매뉴얼에는 있었다는 얘기죠?

이: 이게 ‘PL법(제조물책임법)’이라고 하잖아요. 제조사가 이런 것들을 설명해놓지 않으면 천문학적인 과징금을 물기 때문에 설명서에 다 적혀있는데. 문제는 차종마다 문을 여는 방법이나 비상개폐 방법이 천차만별이라는 데 문제가 있겠죠.

한: 그렇군요. 일단 불이 나면 배터리는 불이 나면 끄기 힘들다면서요.

이: 제가 한가지 팩트를 말씀드리면 테슬라가 매뉴얼에 밝힌 게 있습니다. 공식적으로. 뭐라고 밝혔냐면 “배터리가 완전히 전소할 때까지 24시간이 걸린다” 24시간 동안 불에 탈 수가 있다는 겁니다. 그리고 두 번째는 배터리 화재를 진압하기 위해서는 3000 갤런 그러니까 물로 따져보면 리터 단위로 환산하면 1만1000리터 이상의 물을 쏟아부어야 된다.

한: 1만1000리터. 소방차 한 대 물탱크에 3000리터 이렇게 들어간다고 하던데. 엄청나게 소방차들이 와야 된다는 얘기군요. 그냥 물을 뿌리면 되는 거예요?

이: 그렇죠.

한: 구멍이 있는 부분에 뿌려야 된다면서요.

이: 구멍이 왜 구멍이냐면 이게 아이러니하게도 배터리라는 게 전기가 흐르잖아요. 물이 들어갈 수도 있는 거잖아요. 또 전기차를 타시는 분들이 비 오는 날 감전이 되지 않을까 걱정하시는 분들도 계세요. 그래서 아주 실링이 잘 되어 있습니다. 밀봉이 잘 되어 있죠.

한: 물을 부어도 온도를 낮추기 어렵다.

이: 밖에서 그냥 물을 부어 봐야 잘 꺼지지 않으니까. 배터리가 외부로 찢어지거나 도드라지는 구멍 부분에 물을 들이부어야 하는데 그 양이 1만1000리터 이상이라는 거죠.

한: 그 정도 물은 가지고 와야 불을 끌 수 있다는 거죠. 그것도 뭔가 손상이 생긴 부위에 집중해서 물을 넣어야 된다. 그것도 매뉴얼에 적혀있나요?

이: 매뉴얼에 적혀져 있는 내용이구요. 이런 부분도 있었어요. 테슬라에서 전기차 화재가 난 건 이번이 처음은 아니지만, 처음에 사고가 났을 때 오히려 내연기관차보다 안전하다는 인식이 있었습니다. 왜냐하면 “특정 배터리 셀에서 다루는 배터리 셀로 불이 크게 번지지 않아서 운전사가 탈출할 수 있는 시간이 상대적으로 여유로웠다”라는 거였거든요. 근데 한두 번씩 갑자기 급격하게 전소되는 사고가 두어 번 나서.

한: 그렇죠. 다 터버리는 사고도 있었고. 이번 건은 다 전소된 건 아닌 것 같은데.

이: 사진으로만 봤을 때는 저희가 명확하게 판별하긴 어렵지만, 전소라는 건 말 그대로 뼈만 앙상하게 남아있는 경우를 우리가 전소라고 얘기를 하는데. 이번 사고 사진을 보게 되면 전소라고 말하기는 어렵고 일부에서만 발화가 났었죠.

한: 그게 그렇다면 프레임별로 뭔가 구획을.

이: 구획이 나눠져 있습니다. 격벽 구조가 있기 때문에. 배 같은 경우에도 배에 일부 구멍이 나지만 배 전체로 물이 번지지 않도록 격벽 구조로 되어 있거든요. 배터리도 비슷합니다. 격벽이 다른 배터리 모듈이나 셀로 뜨거운 온도로 번지도록 하지 않게 막아주는 역할을 하는 거죠.

한: 그러면 테슬라도 그 플랫폼 안에는 그런 구조로 되어 있다.

이: 기본적으로 그런 격벽 구조가 갖춰져 있는데. 격벽이 단순하게 열만 막는 건 아니구요. 사고가 났을 때 ‘캐빈룸(승객석)’이라고 그래서 승객이 있는 공간을 보호하는 역할도 같이 해줍니다.

한: 그게 지금 각 자동차 제조사마다 전기차 플랫폼을 만들고 있지 않습니까? 현대자동차그룹도 있고 폭스바겐도 있고 미국 회사도 있고.

이: GM도 있고.

한: 그게 그런 플랫폼마다 격벽 구조가 되어 있게 설계가 되어 있습니까?

이: 격벽으로 되어 있구요. 공식적으로 격벽이 몇 개가 있고 모듈을 몇 개 넣는다는 식으로 밝히진 않아요. 대신에 사진이나 본인들이 설명을 구체적으로 해놓은 걸 보면 격벽 구조로 되어 있고. 격벽 구조 사이사이에 ‘초고장력 강판’이라든지 이런 구조물을 넣게 되어 있구요. 이런 것들로 열도 막고 차체 안정성을 강화하는 역할을 동시에 추구하고 있죠.

한: 불의의 사고가 나서 너무 안타까운데요. 사실은 아까 우리가 서두에 배터리가 폭발하거나 불이 나는 경우는 온도가 올라가거나 외부에서 충격을 받았을 때. 이번 건은 충격인 것 같은데. 벽을 들이받았는데. 그 좁은 주차장 안에서 사실 급발진을 했다고 주장하고 있고 하지만 이게 전기차는 토크가 굉장히 세잖아요. 밟으면 바로 튀어 나가잖아요.

이: 일반 내연기관차 중에서 슈퍼카라고 하는 람보르기니나 페라리보다도 시속 100km를 갈 때까지 훨씬 빠르죠.

한: 테슬라가. 모터로 돌리는 것이기 때문에.

이: 전기모터의 특성이 그렇습니다.

한: 토크가 바로바로 즉각적으로 나오는데. 약간 지하주차장 같은 곳에 들어갔을 때는 뭔가 소프트웨어적으로 속도를, 강제적으로라도 잘못 밟더라도 몇 Km 이상 안 나게 하는 것도 있어야 되겠다는 생각이 드네요.

이: 소프트웨어적으로 충분히 가능합니다. 실제로 중국에서 모델S가 화재가 났는데 화재가 난 원인을 밝혀보니까 소프트웨어 업데이트의 오류가 있어서 배터리 충전하는 모듈에 오류검증기능이 빠져있었거든요.

한: 그러면 누가 공장 안에서 잘못한 거네요?

이: 어떤 계기가 됐든 간에 테슬라가 바로 인정을 해서 수습이 됐는데. 최근에 자동차들은 소프트웨어 코드가 굉장히 많이 들어가지 않습니까. 전기차의 특성이 일단 토크가 좋다. 그리고 조용하다. 이 두 가지가 오히려 승객은 차치하고서라도 주변에 보행자들한테 악영향을 끼치는 경우가 있을 수 있거든요.

한: 일본에서는 그런 법도 있다면서요. 일부러 소리를 더 크게.

이: 일부러 소리를 더 크게 해서 골목길에서 너무 조용하니까 차가 오는지를 몰랐던 거죠. 그래서 사고가 나는 걸 방지하기 위해서 일부러 소리를 넣는 경우도 있습니다.

한: 지금도 국내에 돌아다니는 하이브리드차들을 보면 소리가 나거든요. 그것보다 더 크게 이제.

이: 그거는 회생제동 할 때 모터 소리인데. 그거보다 훨씬 더 크게 내연기관 차와 비슷한 소리를 넣는다고 합니다.

한: 저희가 최근에 취재 활동을 하다 보면 이런 배터리 화재 사고를 단 5초 혹은 10초 만이라도 딜레이시킬 수 있는 기술들. 특히 재료 여러 가지 방법들이 있겠죠. 지금은 원통형이든 모든 간에 옆에 모듈이나 팩으로 만들려면 차곡차곡 쌓지 않습니까? 중간중간마다 재료를 흘려서 터질 때 거기서 조금이라도 막아줄 수 있는 이런 재료를 찾는 움직임이라든지. 이런 화재 사고에 대해서 조금 더 안전하게 가려고 하기 위해서 뭔가 구조를 중간에 여러 가지 재료를 넣는 이런 거에 대한 것도 제조업체들은 생각을 많이 하고 있는 것 같은데. 앞으로의 전기차용 배터리의 진화 방향도 안전 쪽으로 맞춰져야 되겠다는 생각도 좀 드네요.

이: 지금 가장 손쉽게 적용할 수 있는 소재는 ‘마이카(MICA, 운모)’라고 그래서 마이카가 운모라는 돌의 재료 성분이거든요.

한: 무슨 돌이요?

이: ‘운모’ 마이카라는 재질인데. 이게 열전도를 막아주는 역할을 합니다. 근데 문제는 어떠한 종류가 되더라도. 우리가 전고체 배터리로 궁극적으로 넘어가려고 하는 이유가 바로 이것 때문이에요. 전고체 배터리는 화재가 나지 않거든요. 그런데 그건 앞으로 향후 빨라야 5년 뒤에 이슈니까 그 안까지는 마이카가 됐든 말씀하신 여러 가지 겔이든 코팅이든 이런 방열 재료를 통해서 배터리의 열 폭주를 막는 방법이 솔루션으로서 많이 적용이 될 것 같습니다.

한: 그것도 관련되어 있는 업체들은 다음에 저희가 한번 소개를 하는 걸로 하시죠.

이: 좋습니다.

한: 오늘 여기까지 하겠습니다. 고맙습니다.



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 서울특별시 강남구 논현로 515 (아승빌딩) 4F
  • 대표전화 : 02-2658-4707
  • 팩스 : 02-2659-4707
  • 청소년보호책임자 : 이수환
  • 법인명 : 주식회사 디일렉
  • 대표자 : 한주엽
  • 제호 : 디일렉
  • 등록번호 : 서울, 아05435
  • 사업자등록번호 : 327-86-01136
  • 등록일 : 2018-10-15
  • 발행일 : 2018-10-15
  • 발행인 : 한주엽
  • 편집인 : 한주엽
  • 전자부품 전문 미디어 디일렉 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2021 전자부품 전문 미디어 디일렉. All rights reserved. mail to powerusr@thelec.kr
ND소프트