전기차 화재 원인과 통계, 진압방법과 대응법 알아보기

서울시 기준 내연기관 자동차 대비 전기자동차의 비율은 약 2%라고 합니다. 하지만 체감상으로는 지나가는 자동차 10대 중 약 4~5대 이상이 전기자동차처럼 느껴질 정도인데요. 전기자동차는 내연기관 자동차에 비해 역사가 그리 오래되지 않았고, 전기차 운전자들이 많이 늘어나는 만큼 전기자동차에 관한 여러 가지 우려도 늘어나고 있습니다. 이번 포스팅은 전기차 화재에 관하여 자세히 알아보겠습니다.

-목차-

• 전기차 화재 원인
  • 1.배터리 과열 및 단락
  • 2.충전 시스템 결함
  • 3.외부 충격
  • 4.기타 발화 요인
• 전기차 화재 통계
  • 1.한국 소방청 통계
  • 2.미국 연방 교통안전 위원회 통계(NTSB)
• 전기차 화재의 열폭주 현상
• 전기차 화재시 소방관의 진압방법
  • 1.질식 소화포 사용
  • 2.튜브 수조 진압 방법
• 전기차 화재시 운전자의 대응방법

전기차 화재 원인

1.배터리 과열 및 단락

전기차의 핵심 구성 요소인 배터리는 에너지 저장과 공급을 담당합니다. 그러나 배터리의 과열이나 내부 단락이 발생하면 화재로 이어질 수 있습니다. 특히나 최근의 전기차는 수많은 수만개의 리튬이온 건전지를 한 개의 팩으로 구성하여 배터리팩 형식으로 삽입하기 때문에 많은 건전지 중 하나에서 오류가 발생한다면 걷잡을 수 없는 큰 결과로 이어질 수 있습니다. 통계에 따르면, 배터리 문제로 인한 전기차 화재 비율은 전체 화재 사례 중 약 20%를 차지하고 있습니다 [출처: 미국 National Fire Protection Association (NFPA)].

2.충전 시스템 결함

전기차 충전 시스템에 결함이 있는 경우에도 화재가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 충전 장치의 오버히팅, 과도한 전류 공급 등으로 인해 화재 위험이 증가할 수 있습니다. 이러한 결함은 제조사의 설계와 생산 단계에서 철저한 품질 관리와 안전 검사가 필요합니다. 전기차를 정상적으로 충전시설에 꽂아놓고 갔는데 원인 모를 화재가 발생한 경우 대부분의 원인은 이 충전시스템 결함에서 촉발되었을 가능성이 높습니다.

3.외부 충격

전기차의 배터리 팩은 외부 충격에 민감할 수 있습니다. 교통사고나 자동차가 충돌 시, 배터리 팩이 손상되면 화재가 발생할 수 있습니다. 특히 전기차는 구조 특성상 배터리 팩이 자동차 바닥에 있는 경우가 많아서 교통사고의 원인이 아닌 도로 구조물에 충돌 시에도 배터리 팩에 손상이 갈 수 있습니다. 따라서 전기차의 구조적인 안전성과 보호 장치가 중요하며, 제조사들은 이를 고려하여 차량 설계와 안전 기술을 개발하고 있습니다.

4.기타 발화 요인

위의 한국의 소방청 통계에 따르면 전기차의 발화 원인으로 전기적, 기계적, 화학적 요인을 빼고도, 단순한 운전자의 부주의도 상당히 큰 비중을 차지하는 것을 볼 수 있습니다. 그리고 아직 명확하게 화재 원인을 알아내지 못한 미상의 원인도 많은 거로 보아 전기차 화재의 원인은 전기차의 보급 속도와 더불어 더 많은 연구가 필요할 것으로 보입니다.

전기차 화재 통계

1.한국 소방청 통계

• 한국의 소방청에 따르면 국내에서 전기차 화재 사고는 2020년 11건, 2021년 24건, 2022년 11월까지 약 44건이 발생하였다고 하였습니다.
• 하지만 위의 표와 같이 같은 기간 내연기관 자동차의 화재 건수는 2020년 4465건 2021년 4411건 2022년 4512건으로 발표되었습니다.
• 전기차가 많이 보급된 22년을 기준으로 수치로만 단순 비교해도 전기차보다 내연기관차가 약 100배 정도 화재 발생비율이 높았다는 것을 볼 수 있습니다.

2.미국 연방 교통안전 위원회 통계(NTSB)

• 미국 연방 교통안전 위원회(NTSB)의 데이터에 따르면 차량 10만대당 전기차의 화재 발생 빈도가 가장 낮은 것을 볼 수 있습니다.
• 하이브리드 차량이 가장 화재 발생 빈도가 높으며 그 뒤로 가솔린기관 차량입니다.
• 한국 소방청 통계는 하이브리드와 디젤차 모두 내연기관 자동차로 통계를 내어서 한국의 통계와 단순 비교는 어렵지만, 미국의 통계에서도 전기차 화재 발생 빈도는 내연기관 자동차에 비해 압도적으로 낮은 것을 볼 수 있습니다.

전기차 화재의 열폭주 현상

• 전기차 화재가 내연기관 자동차보다 빈도가 낮음에도 불구하고 내연기관 자동차보다 더 큰 위험을 가지고 있는 것은 바로 열폭주 현상 때문이라고 할 수 있습니다.
• 열폭주 현상(thermal runaway) 은 일부 전자 시스템에서 발생할 수 있는 현상으로, 특정 조건에서 시스템의 온도가 빠르게 증가하여 제어할 수 없게 되는 상태를 말합니다. 이 현상은 배터리, 반도체, 전력 변환 시스템 등 다양한 장치에서 발생할 수 있습니다.
• 전기차 화재 시 열폭주 현상이 발생하면 베터리 셀에 있는 리튬이온 배터리가 연쇄 폭발하며. 단 몇 분 만에 섭씨 1,000도까지 온도가 치솟으며, 일반적인 진압 방법으로는 진압하기 어려운 상태가 됩니다.

전기차 화재시 소방관의 진압방법

최근의 미국에서 한 전기차 모델에서 화재가 발생하여 소방관들이 출동하는 일이 있었는데, 전기차 1대를 진압하는 데 42분이 걸렸고, 소요된 물의 양은 약 96톤이라고 발표하였습니다. 이는 일반 가정에서 5개월 이상 사용하는 물의 양보다 많은 양이라고 하는데 이렇게 진압이 어려운 이유는 열폭주 현상 때문입니다. 따라서 전기차 화재는 일반적인 진압 방법으로는 한국의 소방 당국에서는 현장 소방관이 현장에서 사용할 수 있는 몇 가지 전기차 화재 진압 매뉴얼을 정해 놓았습니다.

1.질식 소화포 사용

• 전기차 화재는 배터리 열폭주 현상을 막아야 하므로 쓰는 방법의 하나입니다.
• 질식 소화포로 전기차를 모두 감싸고 물을 뿌립니다.
• 질식 소화포에 물을 계속 뿌리면 20여분 만에 90도까지 온도가 떨어지게 됩니다. 그냥 물을 뿌리는 것보다 사용되는 물의 양을 훨씬 줄이고, 시간도 줄일 수 있습니다.

2.튜브 수조 진압 방법

• 튜브 수조 방법은 전기차 충전시설에서 불이 났을 때 유용하게 사용할 수 있습니다.
• 충전시설에서 화재 시 설치된 튜브가 부풀어서 팽창하면서 높이 60cm 수조를 만들어서 그 안에 물을 채우는 방법입니다.
• 팽창까지 1분 30초가 걸리며 빠르게 물을 채울 수 있어, 열폭주 현상을 초반에 막아 최소의 물 사용으로 진압이 가능합니다.

전기차 화재시 운전자의 대응방법

위의 전기차 화재 통계에서 보실 수 있다시피 전기차 화재는 흔한 일은 아니지만, 전기차 운전자라면 평소에 화재를 대비하는 것이 중요합니다. 다음은 전기차 화재 발생 시 운전자가 따라야 할 일반적인 조치입니다.

• 안전하게 차량을 정지: 화재의 첫 신호를 감지하면 가장 먼저 차량을 가능한 한 안전한 위치로 이동시키고 정지시켜야 합니다. 고속도로라면 주변에 화재로 탈 만한 것이 없는 뚫린 갓길, 일반도로라면 주차된 차량이 없는 넓은 공간으로 이동하여야 합니다.

• 차량에서 탈출: 모든 승객과 함께 차량에서 빠르게 탈출하세요. 가능하다면, 안전한 거리로 이동하여 화재 현장으로부터 멀어져야 합니다.특히 전기차는 열폭주 현상 때문에 일반적인 소화기로는 진압이 불가능하며 화재 진압 시도 시 더 큰 위험을 초래할 수 있기에 일단 빠르게 현장에서 멀어져야 합니다.

• 소방서에 연락: 소방서에 연락 시 일반적인 차량 화재가 아닌 전기차 화재라는 사실을 반드시 알려야 합니다. 위의 진압 방법에서 살펴보았다 시피 전기차 화재는 소방관들도 진압이 굉장히 어려운 화재이기 때문에 전문 장비를 동원하여 진압할 사전 정보가 필요합니다.

• 주변인들에게 알려주기: 전기차 화재는 일반적인 진압장비로 진압이 불가능하기 때문에 주변 사람들에게도 전기차 화재임을 정확하게 경고하여 접근하지 않도록 하여야 합니다.

-함께 참고하면 좋은 포스팅-

• 서울시 전기차 충전기 무료 설치 지원사업