전기차 충전구역 화재 및 소화장치

 

국가화재평가원

전성호 소장 소방기술사 / 소방시설관리사

 

전기차 충전구역 소화시스템의 필요성

전기차 배터리의 화재는 1,400℃의 열폭주 현상과 폭발이 일어나며 전소가 될 때까지 화염과 함께 다량의 유독성 가스를 발생하나 적응성 있는 소화 장치가 없어 많은 재산 피해가 발생하고 있다. 또한 전기차 수요 증가로 전기차 충전구역 역시 지속적으로 증가하고 있으며, 전기 충전구역의 특성상 화재 위험은 일반적으로 항상 상존하고 있다.

 

【전기차 충전중 배터리 화재 사례】

 

전기차 충전구역 화재 특징

충전구역은 기존의 산업용 지게차 충전구역의 화재 사례에서 확인되 듯 과충전과 충전선 손상 등 다양한 원인에 의하여 화재가 발생되고 있다. 특히, 사람이 상주하는 건물의 지하나 실내에 설치된 전기차 충전구역의 화재 발생시에는 자칫 대규모 인명 피해도 우려 될 수 있다.

 

【전기차 충전중 배터리 화재 사례】

 

전기차의 배터리가 주로 자동차 하단부에 배치되어 있어 화염의 분출이 하단부를 중심으로 이루어지며 전기차 충전구역 화재시 전기차 하단부의 화염분출 및 서로 근접하여 충전중인 자동차로 인하여 인접 전기차로 화재가 빠르게 진행되어 연쇄적인 전기차 화재 발생 가능하다.

 

전기차 충전구역 소화시스템 요구사항

전기차 배터리 화재는 ESS 화재와 유사한 성상을 가지므로 열폭주를 냉각시킬 수 있는 냉각제가 주요 소화 수단이라고 판단 된다.

 

< E사 리튬배터리 전용 소화약제의 냉각소화효과 테스트 결과 >

 

전기차는 구동 계통을 제외한 다른 부분 내장재 등 은 기존 자동차와 유사하므로 충전구역 소화장치는 A급, B급화재에도 적응성을 가져야 한다. 또한 초기 소화가 가능한 이동식 소화기 리튬배터리 적응성 확보 가 충전구역 인근에 배치되어야 하고, 이러한 소화기는 배터리 화재를 제어하기 위한 충분한 용량이어야 한다.

 

< 리튬배터리 및 A,B급 화재에 적응성이 있는 T사 대용량 소화기 >

 

초기 소화 실패시 운전석 등의 화재 제어 및 주변 연소 확대를 방지하기 위한 상부소화 시설과 감지기 불꽃 감지기, off Gas감지기 등 가 필요하며, 전기차 하부 배터리 화재의 열폭주 제어를 위한 하단부 소화시설이 확보되어야 실제적인 열폭주 제어가 가능할 것으로 판단된다. 이러한 수단에 사용되어지는 소화약제는 리튬배터리 화재에 효과를 검증받은 약제를 사용하길 권장한다.

 

< 전기차 충전구역 상부와 하부 소화장치 구성도 예시–EGS제공 >

 

소화시스템의 구성

현재 국내의 자동차 충전소는 급격히 증가하고 있으나 실제적인 소화시스템의 도입은 아직 걸음마 단계로 판단된다. 전기차는 상단부의 일반차량 화재와 하단부의 리튬배터리 화재라는 복합성을 가지고 있으며, 화재 특성상 하나의 설비로 진화 효과를 보장하기는 사실상 어려우며, 화재 진행 단계별로 진화 방법 및 설비가 구체적으로 제시된 시스템으로 구성하여야 실효성이 있다고 판단된다.

 

그러므로 화재 초기는 리튬배터리, A급, B급 화재 적응성이 있는 대용량 소화기로 대응하고 중기 이후에는 화재 연소 확대를 방지하면서 제어 또는 진화할 수 있는 상,하단 소화설비가 필요하다고 판단되며, 이러한 설비에는 열폭주를 제어할 수 있는 냉각효과를 증대시킨 약제의 적용을 권장한다.

 

- 본 칼럼은 국가화재안전저널 제 6호에 기고된 글입니다.