전기차 화재 진압 실험

전기차 화재진압 시연

가. 시연회 개요

2021. 11월 충청북도의 00공원 주차장에서 충북소방본부, 서울소방학교, 한국소방산업기술원이 합동으로 전기차 화재진압 시연회를 개최했다. 전기차 배터리팩 내부에 발열 패드를 부착하고 전류를 흘려서 배터리를 인위적으로 발화하게 한 후 소화를 시도했다. 사용하고 있는 배터리는 리튬이온배터리로서 팩형이었다.

 

나. 시연회에 사용된 차량

시연회에 사용된 차량은 2013년 출시한 준중형 승형 전기차이며, 해당 차량에 장착된 배터리의 주행가능거리는 213Km 라고 한다. 요즘 개발되는 배터리는 이보다 최소 두 세배 이상의 주행가능거리가 나오므로 충전용량이 훨씬 더 크다.

 

전기차 화재 발생에 따른 화재 진압 시연

화재진압 방법의 순차적 적용

가. 질식포를 덮는 방법

질식소화포는 최근 차량 화재시 편리하게 화재를 진압하는 방법으로 각광받고 있다. 따라서 질식소화포의 특성인 산소를 차단하여 내부를 MOC 이하로 낮추는 것이 리튬이온배터리의 화재를 효과적으로 소화할 수 있는지를 시험해 보는 것이다. 차량에 붙은 불길은 거의 진압된 것으로 보였으나 배터리의 온도는 큰 변화가 없었다. 질식소화포를 벗겨내자 훈소상태를 유지하던 화재가 다시 되살아났다.

 

질식소화포를 이용하여 차량 화재 진압 시도

 

 

 

나. 물을 사용하는 방법

질식소화포를 덮었을 때에는 내부에 산소 농도가 현저히 낮아져 꺼지는 듯 했으나 질식소화포를 개방한 이후 새로운 공기가 유입되자 화재가 재발화하였다. 차량에 붙었던 화재는 진화되었었으나 배터리에서 화열이 다시 공급되면서 재발화한 것처럼 보였다. 이에 물을 뿌려 차량과 배터리의 화재진화를 시도했다. 배터리 온도가 내려가기는 했으나 완전히 소화되지는 않았다.

 

다. 포소화약제를 사용하는 방법

소화수로 사용되는 물은 냉각효과와 타격효과가 있지만 여기에 질식효과를 덧붙이기 위해 포소화약제를 사용해 보았다. 소화수를 사용했을 때와 마찬가지로 배터리 자체의 온도는 낮아졌다. 차량의 화재 진압에는 효과가 더 크지만 배터리의 열폭주를 완전히 제어하지는 못했다.

 

라. 질식소화포를 덮은 상태에서 하부주수를 하는 방법

이번에는 두 가지의 방법을 병행해서 사용하였다. 차량을 질식소화포로 덮어 내부 공기를 MOC 이하로 낮추면서 차량의 하부에 분무관창 2개를 넣어 주수소화를 시도했다. 배터리의 온도가 또다시 낮아지기는 했지만 그럼에도 불구하고 완전히 꺼지지는 않았다.

 

질식소화포를 덮은 상태에서 하부에 포소화약제 주수

전기차의 배터리 화재를 진압하는 확실한 방법

가. 배터리팩을 침수시키는 방법

선행 소화방법에서 보듯이 전기차의 배터리팩은 차량 하부에 견고한 케이스로 보호되고 있어서 물을 뿌려도 침투되지 않았다. 그래서 소화수를 직접 뿌려도 포소화약제를 사용해도 완전하게 화재를 제어하지 못했다. 마지막 방법으로 배터리 팩의 높이까지 물을 채워보기로 했다. 즉 배터리팩을 수조 내부에 침수시키는 방법을 사용한 것이다.

 

나. 침수수조에 차량을 침수시켜서 진압

에어백을 사용하여 차량을 공중으로 약간 들어 올렸고, 지면과 바퀴가 분리되자 그 틈새로 방수천을 넣었다. 그리고 방수천 밖에 에어를 불어넣은 수조형태의 사각 벽을 세웠다. 방수천이 있어서 수조의 형태가 되었고 이곳에 소화수를 채워나갔다. 배터리의 온도가 점점 낮아지더니 결국 소화되었다. 수조의 물이 화학반응에 필요한 온도 이하로 냉각시켜 열폭주가 더 이상 형성되지 않도록 한 것이다.

 

수조에 차량을 침수시키기 위해 수조 준비

실험(시연)을 통해 알 수 있는 것

가. 차량의 화재가 진압되었는가?

전기차량의 화재는 사실 벌써 진압되었다. 질식소화포를 덮어서도, 일반 소화수를 뿌렸을 때에도, 포소화약제를 사용했을 때에도 차량 자체의 화재는 진압되었다. 다만, 전기차량의 리튬이온배터리는 여전히 열폭주 현상이 진행되고 있어서 완전히 진압되지 않았다. 따라서, 하나의 시연이 끝나면 배터리에 남아있는 불길이 차량에 다시 옮겨 붙을 수 있도록 약간의 시간을 주어 순차적으로 화재진압 시연을 이어갔다. 결국 관건은 하부에 부착된 배터리 화재의 제어였다.

 

나. 전기차 배터리 화재를 제어하는 현재의 가장 적절한 방법

지금까지 개발된 수많은 방법 중에 전기차 배터리 화재를 제어할 수 있는 가장 마지막 방법은 배터리팩 전체를 수조에 침수시키는 것이다. 차량의 화재를 일단 진압한 후 차량 하부에 남아있는 배터리 내부의 열폭주 현상과 열기를 제거하는 순서로 해야 할 것이다. 차량을 크레인으로 훌쩍 들어올려서 수조에 넣는 방법이 좋기는 하지만 현장에서 공간적 제약과 크레인이 도착하는 시간이 많이 소요될 것이다. 따라서 차량 아래에 방수천을 넣고 외부에 수조를 형성한 후 물을 채워 수조의 역할을 하게 하는 것이 현재로서는 가장 적합한 화재진압 방법으로 판단된다.

  

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