한국미래기술교육연구원은 28일 ‘리튬이차전지 열폭주 방지 및 화재진압 기술’ 세미나를 진행했다. [사진=한국미래기술교육연구원]
“충전율은 운전자가 설정해 바꿀 수 있다. 85% 수준으로만 배터리를 충전하면 화재 발생 위험성을 90%까지 낮출 수 있다.”
이호근 대덕대 자동차학과 교수는 한국미래기술교육연구원이 28일 진행한 ‘리튬이차전지 열폭주 방지 및 화재진압 기술’ 세미나에서 이같이 말했다. 충전율만 조절한다면 전기차 배터리 화재를 대부분 방지할 수 있다는 주장이다. 현재 상용화된 전기차 배터리인 삼원계(NCM‧니켈코발트망간 등)와 리튬인산철(LFP) 모두 리튬이온을 기본으로 한 배터리다.
세미나에서 이 교수가 밝힌 전기차 화재원인은 총 4가지다. 배터리 결함, 배터리관리시스템(BMS) 결함, 배선 또는 커넥터 결함, 급속충전으로 인한 배터리 노화다. 이중 BMS 결함과 급속충전으로 인한 배터리 노화 두 가지 화재원인이 전기차 충전과 연관돼 있다. 업계에 따르면 전기차 배터리는 완충 이후 과부하가 발생해 배터리 자체에 부담을 줄 수 있다. 최적 충전율은 80%대로 알려졌다.
이날 이 교수는 “우리나라 전기차는 최대 97%까지 충전하고 외국은 13% 정도 여유를 둔다. 충전 주행거리 싸움은 마케팅 때문(에 발생한다)”이라며 “충전율은 운전자가 설정해 바꿀 수 있다. 85% 수준으로만 배터리를 충전하면 화재 발생 위험성을 90%까지 낮출 수 있다”고 강조했다. 전기차 충전 비율이 일정 수준을 넘어서면 화재가 발생할 위험성이 높아진다는 설명이다.
그러면서 “일반 완속충전기든 급속충전기든 충전요금을 85%까지는 지금 수준으로 두고 (충전율이) 95%, 100%로 올라갈 때마다 충전요금을 2배, 4배, 8배 가야된다고 생각한다”며 “전기차 보급 걸림돌이 되고 있는 화재 위험성을 생각한다면, 급속충전 요금을 좀 과도하게 물리는 방법이 현재로서는 화재 위험성을 99% 줄일 수 있는 유일한 방법”이라고 강조했다.
화재 원인 조기해소 불가가 산업구조까지 바꿨다는 주장도 제기됐다. 이 교수는 “(처음에는) LFP 배터리가 맥을 못 췄다. 무겁고 효율성이 떨어지고 주행거리가 짧기 때문”이라면서도 “화재 몇건으로 LFP 배터리 수요가 (바뀌었다) 제가 볼 때 앞으로 삼원계가 6, LFP가 4 정도로 시장점유율이 올라올 것(으로 생각한다), 모든 것은 타이밍”이라고 말했다.
배터리업계는 전기차 배터리 초창기 향후 시장점유율을 삼원계 배터리 70%, LFP 배터리 30%로 예상했다. 최근 가격과 화재 위험성 등을 이유로 LFP 배터리 전망을 상향 조정하는 곳이 늘어나는 추세다. 3대 7의 점유율로 삼원계 배터리보다 LFP 배터리를 우위로 바라보는 시각도 있다. 반면 일각에서는 LFP 배터리를 탑재한 전기차도 삼원계 배터리만큼 화재가 발생한다는 주장도 있다. 중국이 주요 판매처로 알려지지 않았다는 설명이다.
충전시설 인프라 확대도 한몫했다. 이 교수는 “화재 위험성 때문에 (삼원계 배터리가) 주춤거리는 동안 전기차 충전 시설 인프라가 충분히 구축됐다”며 “예전처럼 1충전 주행거리를 고민하는 게 아니라 차량 안전성이나 품질을 가지고 고민해야 한다. 화재 원인을 초창기에 일찍 잡지 못한 것이 산업 구조까지 바꿀 수 있다”고 꼬집었다.