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"코나EV 배터리셀 제조불량으로 화재 가능성…자발적 리콜"(종합)

송고시간2021-02-24 16:01

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현대차[005380] 코나 전기차(EV)의 잇따른 화재 원인은 배터리 셀 제조불량(음극 탭 접힘)으로 인한 내부 합선일 가능성이 높다는 국토교통부의 조사 결과가 나왔다.

국토부는 현대차에서 제작·판매한 코나 전기차 등 3개 차종 2만6천699대에서 제작결함이 발견돼 자발적 시정조치(리콜)한다고 24일 밝혔다.

국토부에 따르면 이들 3개 차종에 사용된 배터리 가운데 LG에너지솔루션 중국 난징공장에서 초기(2017년 9월∼2019년 7월)에 생산된 고전압 배터리 중 일부에서 셀 제조 불량으로 인한 내부합선으로 화재가 발생할 가능성이 확인됐다.

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국토부 "셀 내부 음극탭 접힘으로 화재 발생 유력…최종 결론은 아냐"

코나 등 3개 차종 2만6천여대 내달 29일부터 리콜…고전압배터리시스템 교체

충전 도중 불난 코나 전기차
충전 도중 불난 코나 전기차

(대구=연합뉴스) 김선형 기자 = 23일 오후 4시 11분께 대구 달서구 유천동 한 택시회사에 설치된 공용 전기차충전기에서 충전 중이던 전기차 코나EV에서 원인을 알 수 없는 불이 났다. 출동한 소방대원들이 진압 작업을 하고 있다. 2021.1.23[독자 송영훈 씨 제공, 재판매 및 DB 금지] photo@yna.co.kr

(서울=연합뉴스) 김기훈 기자 = 현대차[005380] 코나 전기차(EV)의 잇따른 화재 원인은 배터리 셀 제조불량(음극 탭 접힘)으로 인한 내부 합선일 가능성이 높다는 국토교통부의 조사 결과가 나왔다.

국토부는 현대차에서 제작·판매한 코나 전기차 등 3개 차종 2만6천699대에서 제작결함이 발견돼 자발적 시정조치(리콜)한다고 24일 밝혔다.

배터리 음극 탭 접힘 확인
배터리 음극 탭 접힘 확인

[국토교통부 제공. 재판매 및 DB 금지]

◇ LG에너지솔루션 난징공장 생산 배터리 결함 확인…3개 차종 대상

리콜 대상은 코나 EV 2만5천83대, 아이오닉 전기차(AE PE EV) 1천314대, 일렉시티(전기버스·LK EV) 302대 등 총 2만6천699대다.

국토부에 따르면 이들 3개 차종에 사용된 배터리 가운데 LG에너지솔루션 중국 난징공장에서 초기(2017년 9월∼2019년 7월)에 생산된 고전압 배터리 중 일부에서 셀 제조 불량으로 인한 내부합선으로 화재가 발생할 가능성이 확인됐다.

이에 이들 3개 차종은 다음 달 29일부터 고전압배터리시스템(BSA)을 모두 교체하는 시정조치(리콜)에 들어간다.

BSA란 전력을 발생시키는 배터리와 배터리를 관리하는 배터리관리시스템(BMS), 냉각장치 등 전체 배터리 관련 시스템을 총괄하는 것을 말한다.

이번 조치는 지난달 23일 대구에서 이미 한차례 리콜을 받은 코나 EV에서 화재가 발생함에 따라 이를 보완하기 위한 것으로, 중국 난징공장에서 특정 시기에 생산된 고전압 배터리를 장착한 차량 모두가 대상이라고 국토부는 설명했다.

앞서 현대차는 작년 10월 코나 EV의 화재가 잇따르자 2017년 9월부터 작년 3월까지 제작된 코나 EV 7만7천대를 전세계에서 리콜했다.

리콜은 BMS를 업데이트한 후 과도한 셀 간 전압 편차나 급격한 온도 변화 등 배터리의 이상 징후가 발견되면 배터리를 즉시 교체하는 식으로 진행됐다.

또 한국교통안전공단 자동차안전연구원(KATRI)은 작년 10월부터 최근까지 리콜로 수거된 고전압 배터리 정밀조사와 함께 화재 재현실험 등을 해 왔다.

코나 EV 화재 영상
코나 EV 화재 영상

[국토교통부 제공. 재판매 및 DB 금지]

◇ 음극 탭 접힘으로 인한 합선 유력…재현실험은 성공 못해

현재까지 조사한 결과에 따르면 자동차안전연구원은 우선 배터리셀 내부 열 폭주 시험으로 인한 화재 영상이 실제 코나EV 화재 영상과 유사한 것을 확인했다.

자동차안전연구원에서는 배터리 셀 내부에서 화재가 발생했을 경우와 셀 외부에서 화재가 발생했을 경우를 가정해 다양한 실험을 진행했는데, 실제 셀 내부에서 화재가 발생할 수밖에 없는 조건을 만들어 화재 실험을 해본 결과 화재 발생 패턴이 코나 EV 화재와 유사했다는 것이다.

보통 셀 내부에서 화재가 발생할 경우 연기가 한참 피어오르다가 불이 붙고, 셀 외부에서 화재 발생한 경우 연기가 나지 않고 바로 발화가 되는데, 코나 EV 화재의 경우 셀 내부 화재와 비슷한 패턴을 보인 것으로 전해졌다.

또 리콜로 수거된 불량 고전압 배터리를 정밀조사한 결과, 셀 내부 정렬 불량으로 인해 화재가 발생할 가능성을 확인했다.

음극(-) 탭 접힘으로 인해 음극에 리튬 부산물이 쌓이고 이것이 양극으로 퍼지면서 양극탭과 접촉해 단락(합선) 가능성이 있다는 것이다.

국토부는 지난달 23일 대구 화재 차량 중간조사 결과, 화재는 3번 팩 좌측의 배터리 셀에서 발생한 것을 확인했다.

국내에서 발생한 총 11건의 코나 EV 화재 가운데 대구 화재 사례는 비교적 배터리 손상이 덜해 화재 원인 규명의 중요한 단서가 될 것으로 기대를 모았다.

이 차량 배터리에서 내부 양극(+) 탭의 일부가 화재로 소실된 것을 확인했고, 보통 단락이 발생하면 양극 탭에서 전류가 튀는 현상을 보인다고 국토부는 설명했다.

다만 화재 재현 실험에서 이를 직접 확인하지는 못해 실험을 계속 진행 중이라고 덧붙였다.

화재 발생한 코나 EV 배터리
화재 발생한 코나 EV 배터리

[국토교통부 제공. 재판매 및 DB 금지]

◇ BMS 충전 로직 오류도 확인…화재 영향은 추가 확인 필요

국토부 조사 결과에 대해 LG에너지솔루션은 배터리셀 불량을 화재의 직접적인 원인으로 보기 어렵다는 입장이다.

지난해 3월부터 무상수리에 들어간 코나 EV BMS 업데이트 때 BMS 충전맵 로직 오적용이 확인됐기 때문이다.

당시 BMS 업데이트 과정에서 고속 충전 시 충전 속도를 빠르게 한 부분이 있는데 이것이 리튬 부산물 석출(析出)을 촉진했을 개연성이 있다는 것이다.

이와 관련해 국토부는 코나 EV 4대의 배터리를 분해한 결과, 충전 맵 로직 오적용과 정상 적용 간의 유의미한 차이를 판단하기 어려워 추가 조사가 필요하다고 설명했다.

국토부는 또 지난해 10월 리콜 당시 원인으로 제시한 배터리셀 분리막 손상을 확인했고, 화재 재현실험을 진행 중이나 현재까지 실험을 통해 이를 입증하진 못했다.

아울러 과충전으로 인한 배터리 화재 가능성과 관련, BMS에서 2단계로 과충전을 차단하고 있음을 확인했다고 설명했다.

현대차와 LG에너지솔루션은 자동차안전연구원의 결함조사가 완료되지 않았지만, 소비자 보호를 위해 기존 고전압배터리시스템(BSA)을 개선된 제품으로 전량 교체하기로 했다고 국토부는 전했다.

BMS 업데이트만으로는 화재 위험성이 있는 일부 배터리를 완전히 걸러내기가 어려운 점을 감안해 이런 결정을 내린 것으로 전해졌다.

국토부는 현재 진행 중인 화재 재현실험 등 일부 완료하지 못한 결함조사를 계속 진행하면서 이번 리콜의 적정성도 조사해 필요하면 보완할 계획이다.

또 전기차 안전성을 확보하도록 다음 달까지 제도개선 대책을 마련하기로 했다.

이번 리콜 대상 차량은 내달 29일부터 단계적으로 현대차 직영서비스센터 및 블루핸즈에서 무상으로 수리받을 수 있다.

kihun@yna.co.kr

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