전기 자동차의 배터리 화재를 진화하는 것이 어려운 이유는 무엇인가요?

Question

뉴스 보도를 보면 전기 자동차에 화재가 발생하는 경우에 진화를 위하여 두,세 대의 소방차가 동원된 수 시간의 진화작업 후에야 불길이 잡힙니다. 이처럼 전기 자동차의 화재를 진화하는 것이 어려운 이유를 알고싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

열 폭주라고도 합니다.

리튬이온전지의 열폭주는 내부 에너지가 모두 소진될 때까지 끊임없이 열 과 산소를 만들어내므로, 일반적인 소화 장비로는 소화할 수 없습니다.

감사합니다.

Answer 2

전기 자동차가 구동하기 위해서는 수 많은 배터리가 필요하고,

이 배터리가 일반 건전지보다 훨씬 밀도가 더 높습니다.

높은 에너지 밀도를 가지므로 순식간에 화재에 휩싸이게 됩니다.

그리고 전기 배터리 특성 상, 분리막이 찢어지면 합선이 일어나기 쉬워

이 또한 화재의 위험을 더욱 높입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

전기 자동차의 경우 배터리가 차량 앞이나 뒷 부분에 있지 않고 차량 아랫부분에 위치합니다. 그래서 물을 끄려고 물을 뿌려도 완전히 진압하기가 힘들죠. 그래서 사용하는 방법이 차수막을 이용하는 방법, 덮개를 이용해 산소를 차단하는 방법이 있습니다. 차수막을 화재 차량 주변으로 둘러쌓아둔 뒤 그안에 물을 채워넣어 전기차의 밑 부분에 있는 배터리의 화재를 진압하는 방법입니다. 그리고 덮개를 이용하는 방법은 화재 차량을 완전히 덮어 산소를 차단해 화재를 진압하는 방법입니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 4

안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.

전기차는 화재가 주로 배터리에서 발생합니다.. 수십~수천 개의 배터리 셀이 다닥다닥 붙어있는 탓에 번지는 속도가 빠르고 진화가 어렵답니다. 여기에 배터리 폭발, 전해액 누출로 인한 2차 피해의 위험이 크고, 400V가량 높은 전압이 흘러 접근조차 쉽지 않다는 점.

소방청말에 의하면 "고압의 전류로 인한 2차 피해를 입을 수 있다”며 전기차 사고 대응 매뉴얼을 준비했지만, 배터리 위치와 구조, 특성이 천차만별인데다 현장 대원의 경험이 부족하고, 최근에는 테슬라를 대상으로 관련 교육을 요청했다고 합니다.

한 업계 관계자는 “배터리 특성상 일반 소화제로는 불을 끌 수 없다”며 “불길을 한 번 잡더라도 화학반응이 계속될 수 있어 다시 번질지 파악하기가 쉽지 않아 진화가 어렵다”고 합니다.

Answer 5

안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.

배터리는 팩이 철제로 되어있어 소화수가 침투하기 어렵고, 또 여러개의 셀이 같이 불어 있어 셀 하나에 불이 붙어 폭발하면 연쇄적으로 도미노폭발이 발생되어 순간적으로 천도에 육박하는 열을 발생시켜 화재를 일으킵니다. 하여 완전연소 할때까지 강제 소화가 힘든게 현실이고, 소방 관계자들의 배터리 화재진압에 대한 연구도 지속적으로 진행되고 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 정지승 과학전문가입니다.

전기 자동차의 화재를 진화하는 것이 어려운 이유는 전기차의 배터리 열폭주 현상 때문입니다.

열폭주는 제어되지 않은 상태에서 온도가 급격하게 오르는 현상을 말합니다.

전기차의 주요 배터리인 리튬 배터리는 충격을 받으면 수분 내로 1000도 이상 온도가 오를 정도로 심한 열폭주 현상이 나타납니다.

배터리에서 열폭주가 일어나는 과정은 크게 2단계를 거칩니다.

1. 차량이 사고를 당하는 등 배터리에 기계적, 화학적, 열적인 충격이 가해지면 배터리의 온도가 오릅니다. 이때 배터리의 구성물 중 분리막이 가장 먼저 분해되며 쇼트(합선)가 발생합니다.

2.열에 의해 양극재와 음극재가 분해되기 시작합니다. 일반적으로 리튬이온배터리의 음극재로는 흑연이, 양극재로는 금속산화물이 사용된다. 이들 모두 내부에 산소를 포함하고 있는데, 양극재가 분해(1번에서 말한 쇼트)되면서 산소가 발생하면서 화재는 더 커지게 됩니다.

* 열폭주를 진압하기 어려운 이유는 엄청난 발열량 때문입니다. 열폭주가 일어날 때의 온도는 웬만한 건물에서의 실내 화재 수준을 뛰어넘습니다. 일반적으로 차량 화재 진압에 쓰이는 소화수의 100배 이상을 투입해도 완전히 진압하는 것은 불가능하다고 봐야합니다. 그래서, 불이 난 전기 차량에 질식소화포를 덮어 외부의 산소 유입을 차단하거나 수조에 물을 채워 사고 차량을 담그는 방법을 사용합니다.

Answer 7

전기차 화재 진화가 이처럼 어려운 이유는 배터리가 철제로 덮여 있어 일반 소화제가 침투하지 못하는 구조이기 때문입니다. 전기차 배터리에 불이 붙으면 쉽사리 꺼지지 않기 때문에 차를 통째로 거대한 수조에 집어넣는 방식(침수법)으로 배터리 열을 식히면서 불이 꺼지기를 기다리는 수밖에 없습니다. 또한 전기차 배터리가 충격을 받았을 때 온도가 순식간에 고온으로 치솟으면서 불길이 걷잡을 수 없이 커지는 이른바 '배터리 열폭주'가 일어날수도 있습니다. 배터리 열폭주는 배터리가 외부 충격을 받아 손상되면 배터리팩 내부 온도가 순식간에 섭씨 500~800도까지 치솟는 현상입니다. 전문가들에 따르면 열폭주는 1~2초 안에도 나타난다고 합니다. 그렇기 때문에 배터리에서 화재가 날 경우 진압이 더디고 어려울 수 밖에 없습니다.