"전기차 화재 원인, 과충전 아닌 배터리 내부 결함 탓"

윤원섭 성균관대 교수 "전기차 불, 과충전 때문 아냐"

"배터리셀 회사명·탑재 물질·사고 이력 공개는 당연"

"마녀사냥식 전기차 제한보다 심층 토의·검증 우선"

윤원섭 성균관대학교 에너지과학과 교수. 사진=연합뉴스

최근 전국 각지에서 전기차 화재 사고가 빈발하면서 전기차에 대한 걱정이 단순 우려를 넘어 공포심으로 커지는 형국이다. 이러한 상황에서 국내 대표적인 배터리 관련 권위자가 전기차의 화재 원인을 과충전이 아닌 배터리 내부 결함 때문으로 설명했다.

윤원섭 성균관대 에너지과학과 교수는 지난 16일 국내 다수 언론과의 인터뷰를 통해 "최근 전기차 화재로 많은 사람들이 걱정하고 있지만 사실 전기차에서 일어나는 불은 배터리 과충전에 의한 것이 아니라 결정적인 원인은 배터리셀 내부 결함 때문"이라고 말했다.

윤 교수는 국내 학계에서 잘 알려진 이차전지 관련 전문가로서 성균관대와 삼성SDI가 함께 세우기로 한 배터리공학과의 대표 교수이자 성균에너지과학기술원 차세대배터리연구소 소장을 맡고 있다.

그는 "니켈-코발트-망간이 합쳐진 삼원계 배터리 양극의 100% 용량을 수치로 따지면 1그램당 275㎃h 정도지만 실제로 활용되는 용량은 1그램당 최대 210㎃h 정도인데 우리는 210㎃h를 흔히 100% 용량이라고 규정한다"고 설명했다.

이어 "배터리의 물리적 용량이 275㎃h까지 들어갈 수 있음에도 210㎃h 정도까지 채워졌을 때 이를 100%라고 말하는 것은 그것이 안전을 보장할 수 있도록 설계되고 고려된 배터리의 수명이기 때문"이라고 덧붙였다.

윤 교수는 "210㎃h를 안전을 보장할 수 있는 100% 용량 한도로 규정했는데 그 이상 충전한다면 당연히 위험하다"면서 "기본적으로 배터리 생산 과정에서 과충전을 차단하는 장치가 여러 겹으로 마련돼 있으므로 배터리 과충전에 의한 사고 가능성은 작다"고 말했다.

그는 "배터리셀 생산 업체가 자체 개발한 독자적 과충전 방지 기술을 배터리셀에 반영했을 것이고 완성차 업체도 과충전 방지 제어 장치를 하드웨어나 소프트웨어 모두 담고 있다"며 "차내에 있는 릴레이 단락이나 배터리 관리 시스템(BMS)이 그 증거"라고 첨언했다.

그러면서 "특히 현대자동차그룹이 만든 전기차는 전용 플랫폼 'E-GMP'를 개발해서 활용하고 있는데 이 플랫폼을 쓴 이후 비충돌로 인한 전기차 화재가 1건 정도에 불과하다고 들었다"며 "최근 사고가 워낙 크게 난 탓에 과충전에 대한 우려가 커서 안타깝다"고 언급했다.

윤 교수는 최근 인천 청라동에서 발생한 메르세데스-벤츠 전기차 EQE 350+의 화재 원인을 배터리셀 내부의 결함 때문이라고 꼽았다.

그는 "가장 합리적으로 추정할 수 있는 부분이 바로 배터리셀 내부의 결함"이라며 "적어도 벤츠 전기차는 충전하지 않은 상태에서 불이 났기 때문에 적어도 충전 문제 탓에 발생한 불은 아니라고 말할 수 있게 됐다"고 설명했다.

그러면서 "수억개의 배터리셀을 만드는 과정에서 셀의 품질 편차가 날 수밖에 없는데 며칠간 차가 방치되던 중 품질 편차의 가장 밑단에 있는 불량한 셀에서 결함이 누적됐고 이것이 화재의 원인이 됐을 수 있다"고 덧붙였다.

특히 "자동차의 관리 측면에서 이런 부분을 관리해서 초동 조치를 할 수 있는 상황이 되느냐 아니냐가 상당히 중요한데 이번 벤츠 전기차 화재 사고는 그런 부분에서 상당히 아쉬웠다고 볼 수 있다"고 전했다.

이어 "차와 방지턱이 여러 번 부딪혀서 차 하부에 충격이 누적됐다고 가정하면 배터리는 좀 더 열화됐을 것"이라며 "합리적으로 생각한다면 불이 나기까지 배터리 온도가 서서히 상승했을 것이고 그것을 감지할 수 있는 신호가 없었다는 것이 아쉬운 것"이라고 말했다.

윤 교수는 "완성차 업체는 어느 회사가 만든 배터리셀을 전기차에 넣었는지 당연히 공개해야 한다"고 말하면서 "회사명 단순 공개를 넘어 배터리에 어떤 물질이 들어가 있는지와 배터리 생산 기업과 제품의 이력까지도 어느 정도는 공개해야 한다"고 언급했다.

그는 "기업 처지에서 볼 때 기술 유출 우려 때문에 정보 공개를 꺼릴 수 있다고 보지만 배터리는 자동차의 엔진만큼이나 굉장히 중요한 부품인 만큼 당연히 어느 정도는 공개되는 것이 맞다고 본다"고 주장했다.

그러면서 "단순히 한국산은 옳고 중국산은 나쁘다는 인식은 좋지 않다"는 뜻을 전하며 "사고 이력과 탑재 물질 및 기술 이력을 공개한다면 학계와 시장 등에서도 충분히 대처가 가능하지 않겠느냐"고 덧붙였다.

윤 교수는 "국내 배터리 3사인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등의 제품 성능이 글로벌 경쟁사들보다 앞선 것은 사실이지만 여기에는 각 회사가 그동안 겪었던 숱한 과오와 경험이 나름의 비결로 응축된 결과"라고 평가했다.

아울러 "전기차의 안전을 더 강화하려면 배터리의 결함을 감지할 수 있는 시스템이 필요하다"며 "온도나 전압 변화 등을 점검하고 자동차 소유주에게 오류 상황을 원활히 전달하는 시스템을 만드는 것이 자동차 회사가 할 수 있는 안전 관련 강화 조치"라고 제언했다.

윤 교수는 "세계 대부분 나라가 전기차를 미래 이동 수단의 핵심으로 보는 상황에서 단순히 불이 났다고 해서 방향이 우회하지는 않는다고 본다"면서 "정부와 지자체가 전기차에 대해 과한 우려와 제한을 두는 것은 오히려 좋지 않은 방법"이라고 말했다.

그는 "무조건 전기차를 지하 주차장에 못 들어가게 하는 것은 마녀사냥과 같은 일"이라면서 "화재에 대한 인과관계를 정확히 확인·분석하고 전기차 안전 대책에 대한 심도 있는 토의와 검증을 하는 것이 중요하다"고 강조했다.