'안전마진' 제외한 용량을 100%로 표기
화학반응이 중요...사전진단 고도화

현대차그룹 전기차 전용 플랫폼 E-GMP. 사진=현대자동차그룹 제공
현대차그룹 전기차 전용 플랫폼 E-GMP. 사진=현대자동차그룹 제공

[데일리한국 안효문 기자] 전기차 안전 문제와 관련해 현대차·기아가 배터리 충전량(SoC)과 화재 발생 간에 관계가 없다는 설명을 내놨다.  기술적으로 과충전이 되지 않도록 안전 조건이 걸려 있다는 것이다.

20일 현대차∙기아에 따르면 전기차 배터리는 안전성이 검증된 범위 내에서 충전 용량을 산정한다.

이른바 '안전 마진'을 설정, 이용자가 실제로는 배터리를 완전히 충전할 수 없도록 한다는 얘기다. 배터리 내구 수명을 확보하기 위한 조치로, 운전자가 확인 가능한 충전량은 총 3개의 마진을 반영한 결과라고 한다.

우선 배터리 제조사에서 마진을 설정한다. 전기차에 널리 쓰이는 3원계 NCM 배터리의 경우 g당 최대 275㎃h 전력을 저장할 수 있다. 하지만 제조사에서는 g당 200~210㎃h만 쓸 수 있도록 설계한다.  

자동차 제조사도 일부 용량을 남겨둔다. 소비자가 일반적으로 내비게이션 화면 등을 통해 볼 수 있는 충전량 수치는 배터리 셀 제조사와 자동차 제조사가 각각 설정한 마진을 제외한 상태로 안내되는 수치다.

마지막으로 배터리 관리 시스템(BMS)이 사용 가능 용량을 재산정하는 리밸런싱 과정에서도 일부 용량을 제외한다. 전기차 배터리는 팩 안의 많은 셀 중에서 하나만 성능이 떨어져도 전체 성능이 저하된다.

BMS가 셀들의 전압에 편차를 확인하면 가장 용량이 적은 셀을 기준으로 전체 충전 용량을 재산정(리밸런싱)하는데, 여기서 추가적인 마진을 확보하게 된다. 

전기차 배터리 안전 설계 설명 자료. 사진=현대자동차그룹 제공
전기차 배터리 안전 설계 설명 자료. 사진=현대자동차그룹 제공

전기차 화재 원인으로 과충전이 자주 거론된다. 배터리 용량을 넘어설 정도로 전력이 공급되면 양극 구조가 변경되거나 전해액에서 분해 반응이 발생하며 안전 문제가 발생 할 수 있는 것으로 알려졌다. 하지만 3단계에 걸친 안전마진 때문에 전기차 과충전 가능성은 현실적으로 없다고 회사측은 강조했다.

현대차∙기아 관계자는 "15년 이상 노하우를 바탕으로 개발한 BMS는 다중안전 체계를 바탕으로 총 3단계의 과충전 방지 기술이 적용된다"며 "현재까지 단 한 건의 과충전 사고가 발생하지 않았다"고 설명했다.

회사측은 전기차 화재 사고는 제조 불량 또는 외부 충돌 등에 의해 물리적인 단락(전기 회로의 두 점 사이의 절연(絕緣)이 잘 안 되어서 두 점 사이가 접속되는 일)이 발생하면 양∙음극 간 높은 전류가 흐르고 열이 발생하게 되는데, 이때 화학 물질이 분해되면서 생성되는 산소 및 가연성 부산물 등으로 인해 발화로 이어지는 경우가 대부분인 것으로 파악한다. 충전량보다 단락으로 인한 화학물질의 반응 정도를 관리하는 것이 중요하다는 것이다.

이 회사 관계자는 "배터리 제조 결함이 없도록 배터리 셀 제조사와 함께 철저하게 품질관리를 하고 BMS를 통해 사전 오류를 진단해 더 큰 사고를 예방하는 것이 가장 중요하다"고 부연했다.

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