인스타 한국인 팔로워 현대차∙기아가 배터리 충전량과 화재 발생은 관계가 없으며, 100% 완충해도 안전한 운행이 가능하다고 20일 밝혔다. 자사 차량 계기판에 100% 완충이라 표시돼도 실제 배터리는 추가 충전 용량이 남아 있어 100% 완충이 아니며, 문제가 발생해도 배터리 관리 시스템이 이를 제어할 수 있다는 주장이다.
현대차·기아가 이처럼 자사 전기차의 배터리 운영 관련 상세 노하우까지 공개하며 배터리 안전을 강조한 것은 최근 발생한 인천 아파트 전기차 화재 발생 이후 일부 아파트와 지자체가 지하 주차장 진입을 금지하고, 충전율 제한 조치 정책을 내놓는 등 소비자들의 불안을 부추기고 있다는 판단 때문이다.
■계기판 ‘충전율 100%’, 실제 100% 충전 아니다
현대차∙기아에 따르면 다른 가전제품 배터리와 마찬가지로 전기차용 배터리는 100% 충전해도 충분한 안전범위 내에서 관리되도록 설계돼 있다. 설령 문제가 발생하더라도 ‘배터리 두뇌’ 역할을 담당하는 첨단 BMS(배터리관리시스템)가 이를 차단하고 제어한다는 것이다.
또 배터리 충전량에 의해 배터리 내부의 물리적 단락이나 쇼트 발생이 결정되는 것은 아니라는 점도 강조했다.
현대차∙기아는 운전자가 완충하더라도 전기차 배터리에는 추가 충전 가능 용량이 존재한다고 밝혔다. 운전자가 수치상으로 볼 수 있는 충전량은 총 3개의 여유 충전량이 반영된 것이라는 설명이다. 또 완충이 아닌 마진을 두는 것도 화재 발생 가능성을 고려한 것이 아닌 배터리의 내구 수명을 확보하려는 조치라고 설명했다.
예컨대 NCM 배터리의 인스타 한국인 팔로워 경우 g당 최대 275mAh 정도까지의 에너지를 담을 수 있다. 하지만 배터리 제조사는 이보다 낮은 g당 200~210mAh 수준만 실제 사용될 수 있도록 설계한다는 것이다. 또 자동차 제조업체 역시 일부 사용 가능 용량을 마진으로 남겨둔다.
말하자면 소비자가 일반적으로 내비게이션 화면이나 계기판 등을 통해 볼 수 있는 충전량 수치는 배터리 셀 제조사와 자동차 제조사가 각각 설정한 마진을 제외한 상태로 안내되는 충전율이라는 것이다.
또 BMS가 사용 가능 용량을 재산정하는 리밸런싱(Rebalancing) 과정에서도 일부 제외되는 용량이 있다고 한다.
배터리의 경우 팩 안의 많은 셀 중에서 하나만 성능이 저하돼도 전체 배터리 성능이 떨어진다. 이 때문에 배터리 셀 개별 관리를 통해 전기차 배터리 수명을 연장하는 것은 매우 중요하다.
배터리 셀들의 전압에 편차가 생길 경우 BMS가 이를 미리 인지해 셀 사이의 전압 편차를 줄이기 위한 셀 밸런싱 제어를 수행하는데, 이 과정에서 가장 적은 용량이 남은 셀을 기준으로 전체 충전 가능 용량을 재산정해 안전한 사용 용량 이상의 활용을 방지하고, 동시에 추가적인 용량 마진을 확보한다는 설명이다.
따라서 이런 과정을 거쳐 계기판에 안내되는 ‘100% 충전량’은 배터리 제조사와 자동차 제조사가 안전성 검증을 충분히 완료한 구간이라는 것이다.
만에 하나 100% 충전을 넘어 과충전이 발생하면 전해액 분해 반응, 양극 구조 변경 등에 의한 안전 문제가 발생할 수 있다. 이런 상황에서도 BMS가 이를 제어해 사전 차단하기 때문에 과충전 가능성이 없다고 현대차∙기아는 덧붙였다.
특히 현대차∙기아가 개발한 BMS는 다중안전 체계를 바탕으로 총 3단계의 과충전 방지 기술이 적용돼 현재까지 단 한 건의 과충전 사고가 발생하지 않았다고 주장했다.
■ 전기차 화재 발생은 충전량과 관계없다
현대차∙기아는 배터리 화재 발생 원인은 충전량과 관계가 없다고 재차 강조했다. 배터리 충전량이 화재의 규모나 지속성에는 영향을 줄 수 있지만 배터리 내부의 물리적 단락이나 쇼트 발생을 결정하는 핵심 요소는 아니라는 주장이다.
일반적으로 배터리 화재는 제조 불량 또는 외부 충돌 등에 의해 내부에서 단락이 발생하고, 양∙음극간에 높은 전류가 흘러 열이 발생한다. 이때 화학 물질이 분해되면서 생성되는 산소 및 가연성 부산물 등으로 인해 발화로 이어진다.
하지만 실제 발열 및 화재는 충전량과 무관한 단락 위치 및 면적, 사용되는 내부 물질 종류에 따라 다르게 나타난다. 즉 적은 충전량이라 하더라도 단락으로 인한 화학물질의 반응 정도가 클 때 화재 발생 가능성은 더 클 수 있다는 것이다.
과거 전자제품 등에서 배터리 충전을 제한한 사례가 있었지만 효과가 없었다는 점은 이를 방증하며, 충전량을 제한하는 것은 근본적인 대책이 될 수 없다고 현대차·기아는 설명했다.
특히 BMS를 통해 사전 오류를 진단해 더 큰 사고를 예방하는 것이 가장 중요하다고 덧붙였다.
현대차∙기아 BMS는 주행 및 충전 중 상시 진단뿐만 아니라 시동이 꺼지는 주차 중에도 정기적으로 깨어나 주기적으로 배터리 셀의 이상 징후를 정밀 모니터링한다고 설명했다.
BMS가 모니터링하는 항목으로는 전압편차, 절연저항, 전류 및 전압 변화, 온도, 과전압 및 저전압 등 다양하다. 특히 인스타 한국인 팔로워 최근 출시되는 차량은 이에 더해 잠재적인 불량을 검출할 수 있는 순간 단락, 미세 단락을 감지하는 기능도 추가됐다.
현대차∙기아 관계자는 고객에게 보이는 완충(100%) 상태는 안전성이 철저히 검증된 구간 내에서의 충전량을 의미하기 때문에 완충에 따른 불안감을 느끼지 않아도 된다며 앞으로도 배터리 사전 진단 및 화재 전이 방지 기술을 보다 고도화해 안심하고 전기차를 운행할 수 있도록 하겠다고 밝혔다.
■커넥티드카 서비스를 활용한 고객 통보 강화
현대차∙기아는 BMS가 감지한 셀 이상 징후를 고객에게 문자메시지를 통해 통보하는 시스템을 갖추고 있다. 이에 더해 고객 통보시스템의 사각지대를 최소화하기 위한 대비도 강화해 나갈 계획이라고 밝혔다.
현대차∙기아가 의미하는 사각지대는 리스 차량 또는 렌터카 등 회사 명의로 등록한 법인 차량이다. 회사 명의로 등록됐기 때문에 BMS가 셀 이상을 진단했다 하더라도 문자로 통보할 수 없는 상황이기 때문이다.
현대차∙기아는 대형 법인사 및 기업을 대상으로 법인 차를 사용하는 실 운행자 명의로 등록하도록 설득하고 홍보한다는 계획이다.
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