[르포]‘지옥불 견디고 찬물 풍덩’..배터리 화재 방지하는 12개 관문

by김성진 기자
2023.11.24 17:00:00

[이데일리 김성진 기자] 지난 23일 오후 방문한 광주시 친환경자동차부품 인증센터 내 화재시험챔버. 아파트 3층 높이의 원통형 화재시험 챔버(시험실) 내부에 마련된 대형 가스버너에서 한순간 시뻘건 불길이 확 솟구쳤다. 버너 위에 놓여 있던 전기차 배터리팩은 순식간에 화염에 휩싸여 그 형체를 제대로 알아보기 어려웠다. 동시에 매캐한 유독가스가 뿜어져 나와 챔버를 가득 채웠다. 이날 친환경자동차부품 인증센터 가이드를 맡은 문보현 자동차안전연구원(KATRI·카트리) 미래차연구본부 소속의 책임연구원은 “연구원에서는 이걸 ‘배터리 불지옥 시험’이라고 부른다”고 말했다.

지난 23일 광주시 빛그린국가산업단지 내 친환경자동차부품인증센터 화재시험챔버에서 배터리 화재 시험이 진행되고 있다.(사진=한국자동차기자협회.)

이른바 배터리 불지옥 시험으로 불리는 화재연소시험은 900도에 이르는 뜨거운 불길로 150초동안 배터리를 달궈 그 내구성을 검증하는 시험이다. 시험이 끝난 뒤에도 약 3시간 가량 폭발이 없어야만 진짜 시험을 통과한 것으로 평가한다. 이 시험의 특징은 기존 휘발유를 활용했던 연료를 액화석유가스(LPG)로 바꾼 것이다. 문 책임연구원은 “직접 시험을 해보니 휘발유는 반복성과 재현성이 떨어졌다”며 “반면 이 장비는 LPG를 활용해 누가 시험을 하더라도 동일한 결과가 나온다”고 했다. 그는 이어 “국내서 개발한 이 LPG 장비가 국제기준으로도 채택됐는데, 국내 자동차 역사상 국내 기준이 국제기준으로 채택된 것은 이것이 최초”라고 강조했다.

광주시 빛그린국가산업단지 내 친환경자동차부품인증센터 화재시험챔버 전경.(사진=한국자동차기자협회.)

광주광역시 빛그린국가산업단지 내 자리잡은 친환경자동차부품 인증센터는 총 393억원(국비 194억원, 지방비 199억원)의 자금이 투입된 곳으로 국내 전기차 배터리 화재를 방지하는 최종 관문이다. 한국교통안전공단이 사업주체로 만든 이 센터는 완성된 전기차와 배터리의 화재 위험성을 검사하는 역할을 한다. 오는 2025년 2월부터 제조사들은 전기차 양산 전에 미리 정부로부터 배터리 사전 인증을 받아야 한다. 지금까지 배터리의 경우 제작사들이 정부가 정한 안전기준에 적합하다는 것을 스스로 인증하는 자기 인증제도를 실시해왔다. 2020년 8월에 착공해 올 11월 충돌충격 등 부대장비까지 총 26종의 장비들이 이달 모두 구축된 센터는 24일 개관식을 열고 본격적인 차량 시험 업무에 돌입할 예정이다.

배터리시험동, 충돌시험동, 충격시험동 및 화재시험챔버 총 4개의 시험동으로 구성된 인증센터는 친환경차 인증에 특화돼 설계된 게 특징이다. 배터리시험동은 8개 시험실 중 4개 시험실이 배터리 화재 및 폭발에 대비한 방폭구조로 이뤄져 있다. 진동시험기, 충격시험기, 배터리 침수 및 압착시험기 등이 이곳에 설치돼 있으며 이를 통해 국내서 유일하게 배터리 안전 관련 12가지 시험을 모두 진행할 수 있다. 특히 이는 유럽연합유럽경제위원회(UNECE) 산하 국제 자동차기준 조직인 WP.29의 기준(10개 항목)보다 강화된 평가 수준으로 배터리 안전평가에 있어서는 우리나라가 국제기준에 끌려가지 않고 주도적으로 기준을 마련해나가는 것이다.

친환경자동차부품인증센터 구동축전지 충격시험실 내부.(사진=한국자동차기자협회.)

이날 화재시험챔버에 앞서 배터리시험동에 마련된 다양한 시험 장비들을 실제로 살펴보는 시간을 가졌다. 특히 전기차가 사고가 날 경우 배터리 안전성을 평가하는 구동축전지 충격시험실에서는 충격시험을 시연하기도 했다. 시험실 내부에는 전기차 배터리가 고정된 널따란 철제 판이 놓여 있었는데 이를 금속 원기둥이 튀어나와 강하게 때리는 시험이었다. 원기둥이 가하는 충격의 힘은 최대 28G(중력가속도)에 달한다고 한다. 슈퍼카가 급가속할 때 받는 힘이 1G정도인 것을 감안하면 어마어마한 힘으로 충격을 준다고 볼 수 있다.

친환경자동차부품인증센터 구동축전지 침수시험실.(사진=한국자동차기자협회.)

이외에도 배터리시험동에는 냉각장치가 고장났을 때 한계온도(60도)를 얼마나 버티는지 시험하는 과열방지시험, 배터리가 급격한 온도변화에 안전한지 확인하는 열충격시험 등이 마련돼 있었다. 열충격 시험은 배터리를 영하 40도에서 6시간을 노출시킨 뒤 다시 영상 60도에 6시간 노출시키는 것을 5회 반복해서 총 60시간 동안 배터리에 강한 열충격을 가하는 시험이다. 배터리를 바닷물에 빠뜨려 화재 위험성을 판단하는 침수시험도 있다. 특히 이 침수시험은 국제기준에는 존재하지 않지만 우리나라가 그 중요성을 강조하는 시험 중 하나다. 당초 유럽과 미국에서는 별다른 호응을 얻지 못하다가 미국 플로리다주 허리케인 침수 사태로 전기차 화재가 보고되며 미국 측에서도 관심을 갖는 것으로 알려졌다.

문보현 미래차연구처 책임연구원이 배터리 화재 시험에 대해 설명하고 있다.(사진=한국자동차기자협회.)

문보현 책임연구원은 “앞으로 전기차 배터리를 사전인증하는 제도도 도입하고 전기차가 꺼진 후에도 화재를 감지하도록 BMS(배터리 매니지먼트시스템)이 작동하도록 하는 평가를 만드는 등 전기차 안전 확보를 위해 노력할 것”이라고 말했다.