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코나EV 2022년 첫 화재발생, LG에너지솔루션 배터리가 화재의 원인일까?

by At Information Technology 2022. 1. 12.
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3차례나 배터리 리콜을 진행한 코나EV에서 또 다시 화재가 발생하였다. 코나EV에는 LG에너지솔루션 배터리가 탑재되는데, 잇따른 코나EV 화재로 인해 현대자동차에 약 1.5조원을 지불하였다. 1월 말에 상장예정인 LG에너지솔루션 입장에서는 이번 화재에 굉장히 민감하게 반응할 것이다. 3차례나 리콜한 차량에서 또 다시 화재가 발생하였기 때문이다.

[단독] 태안에서 불 난 코나EV, 배터리에는 불 안 붙었다

단독 태안에서 불 난 코나EV, 배터리에는 불 안 붙었다

biz.chosun.com

이번 화재의 원인은 무엇일까. 배터리에 문제가 있는 것인가? 언론보도에 따르면, 이번 화재의 경우 배터리가 아닌 다른 부품에서 발화가 시작된 것으로 보이며, 배터리는 불에 타지 않았다고 한다[1]. 이로 인해 현대자동차의 과실로 볼 수 있다는 지적이다.
이번 코나EV 화재는 주행 중에 발생하였으며, 주행으로 인해 차량이 화재가 발생할 수 있는 가능성은 두가지다.
1) 급가속 또는 급감속을 통해 배터리에 과다 전류(급속 충,방전)가 인가될 가능성이다. 정상적인 배터리는 급속 충, 방전을 하면 열이 발생하나 불이 날 정도로 뜨거워지진 않는다. 그러나, 분리막의 손상 및 불균일하게 성장한 SEI 피막의 열분해로 인해 배터리가 과열되어 배터리단에서 화재가 발생할 수 있다.

2) 배터리가 아닌 다른 전자계통 부품에서 화재가 발생할 가능성이 있다. 유력한 후보군으로는 전력변환장치(PCS), 운영시스템(EMS), 관리시스템(BMS) 등이 있다.


이번 화재에서 주목해야할 점은 LG에너지솔루션의 배터리 자체에 불이 안붙었다는 것이다. 화재가 발생하였는데 배터리에 불이 붙지 않을 수 있는 이유는 파우치 배터리가 배터리 팩(Pack)에 담겨 있기 때문이다.
위의 그림은 배터리 팩을 묘사한 것이다. 외부에서 화재가 발생하였다면, 팩의 외판으로 인해 배터리 내부에 열 전달을 최소화하여 배터리의 열 폭주를 막아줄 수 있다. 따라서 배터리 내부 발화가 아니라면 다른 요인에 의해 발화가 되더라도 추가화재를 예방해줄 수 있는 역할을 한다.

즉, 배터리를 제외한 배터리 팩의 외부에서 화재가 발생하였을 확률이 매우 높고, 아래 4가지의 가능성이 있다.
1) 주행 중에 발생한 화재인 만큼, 전동기의 속도를 제어하는 인버터에서 화재가 났을 가능성을 배제할 수 없다. 가령 모터와 인버터를 연결해주는 전선에 습한 환경에서 먼지가 쌓여있었다면 불이 붙기는 더욱 쉬웠을 것이다. 그러나 지금은 상당히 추운 겨울이고 건조하므로 습한 환경에 노출되지 않았다면 해당 원인의 가능성은 낮아질 것이다.
2) 구동모터의 과열로 인한 화재 가능성이 있다. 미니카를 예로 들어보면, 배터리 용량이 다 될때까지 미니카를 구동시키면 모터의 열이 상당하다. 따라서 전기차 모터의 과열이 화재 원인이 될 수 있고, 이 열로 인해 주변 부품이 발화되었거나 모터 자체가 발화하여 화재가 발생할 수 있다. 주행 중 화재가 발생하였으니 가능성을 배제할 수 없을 것이다.
3) 날씨가 추운 만큼 배터리 히팅 시스템에 문제가 발생하여 히팅 시스템에서 화재가 났을 경우도 고려해봐야 한다. 배터리는 날씨가 추워지면 충전량이 감소하게 되는데, 배터리를 따뜻하게 하면 보다 많은 리튬 이온을 저장할 수 있게 된다. 배터리 팩을 따뜻하게 만들어주는 열원으로서 작동하는 만큼 히팅 시스템이 과열되어 불이 발생할 수 있다.
4) BMS의 결함으로 인해 화재가 났을 가능성도 고려해봐야 한다. BMS 오류로 인해 화재가 발생한 사례가 많이 있는데, 2018년도 사이에 ESS 화재가 발생한 주요 원인은 S사 배터리관리시스템(이하 BMS)이 사고당시 시스템 오류로 화재의 원인으로 지적되었다[2]. 이번 코나 EV 화재는 배터리가 발화가 되지 않았으니, BMS 오류로 인한 화재 가능성은 낮으며, 반대로 BMS 기판 및 주변부 자체에서 미상의 원인으로 화재가 발생했을 가능성에 초점을 맞추는 것이 바람직할 것이다.

화재 원인의 조사는 현재 진행 중이나, 정황상 상기의 이유로 LG에너지솔루션의 책임은 없을 것으로 보인다.

[1] https://biz.chosun.com/industry/car/2022/01/12/NAWCNHGOCBFT3IYR2OPRDOYS54/
[2] http://www.e2news.com/news/articleView.html?idxno=201475

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