[컨슈머와이드-전휴성 기자] 최근 국내 전기차 시장이 식고 있다. 국내 전기차 시장은 주요 자동차 시장 중 유일하게 2022년 대비(16.4만 대) 1.1% 감소를 기록하며 역성장했다. 특히 올해 1~4월에는 작년 동기 대비 26% 이상 감소해 전기차 시장의 위기감이 더욱 커지고 있다. 이에 지난 11일 오전 10시 서울 서초동 자동차 회관 6층 모하비실에서 한국자동차모빌리티산업협회(KAMA)에서 진행된 친환경차분과 전문위원회를 통해 전기차 수요 확대를 위한 소비자 인식개선 방안을 들어봤다. 그 두 번째로 자동차안전연구원 문보현 책임연구원(이하 책임위원)이 밝힌 국내 전기차 배터리의 안전기준 법규의 현황과 향후 발전 방향 개선 방향이다.

국내 전기차 배터리(구동 축전지) 안전기준은 2009년에 세계 최초로 강제 기준으로 제정됐다. 그 당시에는 벤치마킹할 수 있는 국제 기준이 없었다. 그래서▲연소 안전 시험 ▲단락 안전 시험 ▲과충전 안전 시험 ▲과방전 안전 시험 ▲열 노출 안전 시험 ▲액 중 투입 안전 시험 ▲낙하 안전 시험 등 7가지의 독특한 시험 방법으로 안전성을 확인하기 위해 자동차안전연구원이 연구를 통해서 만들었다. 이후 2021년 7월 1일 국제 기준과 조화에 대한 니즈가 있어 ▲진동시험 ▲열충격 실험 ▲과전류 시험 ▲기계적 시험-충격 시험 ▲기계적 시험-압착 시험 등 5가지 시험이 신설돼 12개의 항목으로 늘어났다.

문보현 책임위원은 “침수 시험 같은 경우에는 전 세계에서 원래 저희 대한민국만 운영하고 있다가 지금 최근에 중국에서 지금 도입했다. 세계에서 두 군데 나라가 지금 운영하고 있다. 바닷물과 같은 염도의 염수 3.5%의 염수에 배터리를 담가서 발화 폭발이 없는지를 확인하는 시험인 거고 이거 자체가 아직 국제 기준에 도입되지는 않았다. 그래서 대한민국에 운행한 자동차는 이 침수 시험을 통해서 안전하게 검증이 됐다”라면서 “낙하 시험 같은 경우에는 4.9m 높이에서 배터리를 콘크리트 블록에 자유낙하 시켜서 발화 폭발이 없는지를 확인하는 시험이다. 이 시험은 이 시험은 전 세계에서 한 대한민국만 채택하고 있고 배터리의 하부 안전성을 충분히 확인하기 위해서 이 시험을 운영하고 있다”라고 말했다.

전기 이륜차 구동 축전지 안전기준은 ▲진동시험 ▲열충격시험 ▲단락 시험 ▲과충전 시험 ▲과방전 시험 ▲과열 방지 시험 ▲과전류 시험 ▲낙하 시험 ▲연소 시험 ▲침수 시험 등 10개 안전성 평가 항목으로 신설돼 2022년 12월 25일 시행 중이다.

문보현 책임위원은 전기자동차 안전성 평가 및 통합안전 관리 기술 개발 과제에 대해서 발표했다. 지난해 4월 4년간 290억 원 예산을 들여 ▲전기차 화재 피해 최소화를 위한 배터리 관리 시스템(BMS) 기반 전기자동차 화재, 폭발, 누전 등의 사고 예방 기술 개발 ▲ 전기차 화재, 폭발, 누전 등의 사고 발생 모니터링 및 안전성 평가 기술 개발 등 전기차 화재 피해 최소를 위한 BMS 기능 강화와 ▲차량 화재 발생 시 계기판에 화재 경보등 점등→자동 신고(화재 차량 접근금지 경보) → 소방 도착까지 피해 최소화를 위한 열전이 확산 방지 기술 개발→신속 진화시스템 개발 등 미래 모빌리티 시대의 전기차 안전성 고도화를 위한 도전적 연구 수행 중 ▲전기차 화재·폭발 방지를 위한 안전성 평가 기술 개발 및 자동차 안전도 평가(KNCAP) 적용을 통한 열전이 시험 제정 후 KNCAP 시험 차량 중 열전이 억제 우수차량 평가 및 선정 등 BMS 안전기준 및 화재방지 기술 연구 개발을 진행 중이다.

또한 전기자동차 안전성 평가 및 통합안전 관리 기술 개발을 동일한 예산으로 진행 중이다. 우선 ▲배터리에 장착된 센서를 통해 열폭주를 감지하여 휴지 중인 BMS를 깨우는 열폭주 자동 감지 기술 ▲텔레매틱스 미보유 전기차를 위한 통신단말기로 OBD2 신호를 이용하여 열폭주 발생 사실을 차주와 관계기관에 자동으로 신고하는 장치인 긴급호출기 ▲지하 주차장의 맨 아래층을 더 낮게 만들어 전기차 열폭주 시 해당 주차 구역을 급수 및 차수하여 전기차 침수 환경 구현하는 수조형 지하 주차장 ▲난관. 배터리와 차체 사이에 인덕트 파이프 설치하여 파이프 끝단에 관창이나 호스를 장착 후 열폭주 발생 시 배터리 내부에 신속히 급수하여 배터리 화재를 진압하는 기술인 신속 급수 시스템 ▲배터리 회로를 다중화하여 배터리 일부에서 열폭주가 발생해도 전력 공급이 가능하여 냉각 장치를 작동시키는 것이 핵심기술인 배터리 자동 냉각 시스템 등 열폭주 감지 기술 등 핵심기술 개발을 진행 중이다.

자동차 안전도 평가(KNCAP)에 구동 축전지 안전 기능 탑재 여부 및 기능도 공개하고 있다. 2022년 상시 이상 감지의 경우 아이오닉6와 니로에는 ▲운행 및 충전 중 배터리 실시간 감시 ▲주차 후 2시간 동안 배터리 실시간 감시 ▲주차 중 배터리 이상 발열 감지 시 사용자에게 문자 알림을 제공하고 있다. XC40과 폴스타에서는 ▲운행 및 충전 중 배터리 실시간 감시 ▲배터리 고운 상태로 주차 시 배터리 감시 기능 최대 30분 작동을 제공 중이다. 액티브 쿨링 기능의 경우 아이오닉6와 니로는 ▲운행 및 충전 중 배터리 냉각 장치 작동 ▲주차 및 배터리 이상 발열 감지 시 사용자에게 문자 알림을 해준다. XC40 및 폴스타2는 ▲운행 및 충전 중 배터리 냉각 장치 작동 ▲배터리 고온 상태로 주차 시 배터리 냉각 장치 최대 30분간 작동한다. 배터리 정보 저장의 경우 아이오닉6와 니로는 ▲운행 및 충전 중 배터리 이상 감지 시 배터리 정보 저장 ▲주차 후 2시간 동안 배터리 이상 감지 시 배터리저장 ▲주차 후 2시간 이후 제어기 동작 시 배터리 정보 저장한다. XC40 및 폴스타2 경우 ▲운행 및 충전 중 배터리 온도 및 상태 등 일정 주기 저장 ▲주차 후 24시간 동안 주변 환경에 따라 4-23시간 간격으로 배터리 정보를 저장한다. 2023년에는 ▲액티브쿨링 작동 비교 시험 ▲차량 단위 열전이 시험 ▲BMS 능동 안전 보호 기능 기술 규정 개발을 진행했다.

올해에는 세계 최초 자동차 안전도 평가에서 전기차 주차 중 안전 기능을 평가한다. 주차 중 구동 축전지 이상 감지 작동시간에 따라 배점 차등 적용한다. 1시간은 0.6점, 2시간은 0.7점, 4시간은 0.8점, 6시간은 0.9점, 8시간은 1.0점이다. 운행·충전·주차 중 구동 축전지 열폭주 발생 경고 및 신고도 최대 1.0점 등 배점 차등 적용한다. 운행·충전 중 구동 축전지 열폭주 발생에 대해 운전자 경고 시 0.1점, 관계기관 신고 시 0.15점, 총 0.25점이 적용된다. 주차 중 운전자 경고 시 0.2점, 관계기관 신고 시 0.3점이 적용된다. 주차 중 구동 축전지 열폭주 발생 시 구동 축전지 온도 및 상태정보 등을 저장하면 0.1점, 백업 시 0.1점이 부여된다.

문보현 책임위원은 “내년 2월부터는 배터리 안전성 확인 제도라고 해서 현재 자기 인증 제도에서 배터리 구동 축전지는 이제 형식 승인제로 전환이 된다. 실질적으로 시험 기관이 구동 축전지 안전성 여부를 A부터 Z까지 확인하는 방법으로 전환이 될 예정”이라면서 “지금 검토하고 있는 게 배터리 이력 관리제하고 배터리 내부 기준 신설이다. 배터리 내부 기준 같은 경우에는 지금 국제 기준은 이미 지금 도입이 되어 있고 5년 혹은 10만km 이하까지는 배터리 SOH(State of Health)가 80% 이, 8년 이하 혹은 16만km 이하까지는 배터리 SOH 70% 이상을 지켜야 한다는 콘셉트로 지금 준비가 되고 있다. 미국의 EPA, US CARB(캘리포니아), 유로 7 같은 경우에는 각각 2027년, 2026년 2025년 7월에 도입을 예정하고 있다”라고 밝혔다.

그러면서 “배터리에 잔존 수량 표시창을 설치하는 국내 기준을 준비하고 있다. 5%의 정확도를 유지하는 조건으로 구동 축전기에 잔존 수량 표시창을 설치하게 하는 의무 기준이다. 국제 기준 같은 경우에는 5%의 유지 조건이 5년 10만 킬로 8년 16만kg까지다. 우리나라는 배터리의 재사용까지 염두에 두고 있어서 전기차의 폐차 시까지 표시창의 잔존 수명이 유지돼야 한다는 것을 검토하고 있다. 정확한 배터리의 잔존 수명 확인이 가능하다. 전기차 소비자의 경제적 조건이라든가 아니면 정확한 전기차의 상태 확인이 가능하기 때문에 좀 유의미할 것으로 예상한다”라고 말했다.

이어 ” 전기차 구동 축전지 표시창 설치는 지금 최소 수명 5년에 10만km, 8년에 16만km는 운행 차량에서 지켜야 한다. 아직까지 미정이긴 한데 이 부분도 추후 도입하는 걸 검토하고 있다. 오는 2027년 정도로 예상한다“라고 덧붙였다.