[칼럼] 국내 연구진 '전기차 머플러' 개발, 스스로 화재 진압 획기적 기술

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[오토헤럴드 김필수 교수] 전기차 보급이 늘면서 배터리 화재 사고도 잇따라 안전성에 대한 우려가 커지고 있다. 특히 우리나라는 전기차 충전과 주차를 주로 아파트 지하주차장에서 하기 때문에, 화재 발생 시 대형 참사로 이어질 위험이 크다. 게다가 전기차 배터리 화재는 진압에 오랜 시간과 막대한 물이 필요해 초기 대응이 늦으면 인명 피해로 이어질 수 있다.

이러한 상황에서 국내 연구진이 전기차 화재를 차량 스스로 신속히 진압할 수 있는 혁신 기술을 선보였다. 일명 ‘머플러 있는 전기차’로 불리는 이 기술의 핵심은 배터리팩 내부에 특별한 배출구와 자체 소화장치를 갖춰 초기 화재를 몇 분 만에 억제하는 것이다. 작동 원리는 비교적 간단하다.

배터리 셀에 과열이나 합선으로 화재 조짐이 보이면 센서가 이를 즉시 감지한다. 그러면 해당 배터리 모듈의 배출 통로가 열리고, 배터리팩 외부로 연결된 ‘머플러’(배출용 밴트 플러그)가 자동으로 튀어나온다. 이 머플러를 통해 배터리 내부에서 발생한 가스를 신속히 외부로 빼내 압력을 낮춰 폭발을 방지한다.

가스가 배출되면 즉시 냉각 작업이 이루어진다. 전기차 냉각 시스템의 냉각수를 활용해 펌프를 가동하고, 불이 난 배터리 모듈을 냉각수로 가득 채운다. 마치 소방관이 불이 난 부분에 물을 붓는 것과 비슷한 원리다. 연소 중인 배터리 셀을 냉각수에 담그면 불꽃을 초기 단계에서 차단할 수 있다.

모듈 하나를 잠길 정도의 냉각수면 충분하므로 진압에 채 몇 분도 걸리지 않는다. 화재가 진압되면 문제를 일으킨 배터리 모듈만 교체하거나 폐기하면 되고, 나머지 모듈은 그대로 사용 가능해 차량 전체의 피해도 최소화된다.

특히 배터리에서 빠져나오는 가스에 불이 옮겨붙어 화염이 분출되는 최악의 상황까지 대비해, 가스가 외부로 나오기 전에 불꽃을 제거하는 장치도 갖추고 있다. 덕분에 머플러로 배출되는 가스에 불이 붙어 차량 밖으로 화염이 솟구치는 일도 막을 수 있다. 수십 차례에 걸친 시험 결과 약 2~3분 내에 전기차 화재를 완전히 진압하는 데 성공하며 이 기술의 효과가 입증되었다. 최근 국내 방재시험연구원에서 진행한 실험에서도 같은 결과를 얻어 공인 인증을 받았고, 관련 특허 출원도 마무리 단계다.

세계적으로 유례없는 이 ‘머플러 있는 전기차’ 자율소화 기술은 전기차 화재 위험을 근본적으로 낮추는 혁신으로 주목받는다. 이미 해외 완성차 업체들과 배터리 제조사들이 큰 관심을 보이며 협력을 타진하고 있다는 소식도 있다. 전기차 화재는 그동안 전기차 보급을 가로막는 큰 걸림돌 중 하나였다.

이 혁신 기술을 빠르게 양산 차량에 적용한다면 소비자의 전기차에 대한 신뢰가 높아지고 화재에 대한 두려움도 상당 부분 해소될 것으로 기대된다. 전기차 안전성 강화는 결국 전기차 보급 확대로 이어질 것이 분명하다. 이제 막 첫발을 뗀 이러한 전기차 화재 예방 기술이 산학연관의 적극적인 지원과 협력 속에 더 많은 차량에 확대 적용되길 기대한다. (AI로 원문 요약)

김필수 교수/[email protected]