5. 결 론

본 연구에서는 지하주차장 내에서 BEV 배터리 셀 열폭주 발생에 따른 화재 확산 특성을 화재성장 단계에 따라서 분석하였다. 이를 위해서 실규모 지하주차공간을 모의하여 배터리 팩, 차량 상부 그리고 각 주차영역 별 열전대와 열유속계를 설치였으며, 본 실험의 조건하에 다음과 같은 결과를 도출하였다.

첫째, 최초 열폭주는 LIB 셀에 부착된 가열면의 온도가 약 205 ℃에 도달하였을 때 발생하였으며, 배터리팩 외부로 가스가 방출되어 지하주차장 내 고온의 가연성 가스가 축적되는 현상이 관찰되었다.

둘째, LIB 팩 주위에서 스파크가 발생됨과 동시에 지하주차장 내 가연성 가스와 차량 내부 가연물이 순식간에 연소되며 폭연 현상이 발현되었으며, 이때 지하주차장 내 천장 제트 기류의 온도가 600 ℃ 이상으로 빠르게 상승하였다. 이후 화재가 성장함에 따라서 천장부의 온도는 열전대의 측정한계치인 1,260 ℃, 모든 주차영역으로 입사되는 열유속은 20 kW/m2 이상으로 나타났으며, 플래시오버 조건에 도달하는 결과가 나타났다.

셋째, 최성기 단계에서 지하주차장 천장부의 평균 온도는 약 1,000 ℃ 이상 유지하였으며, BEV의 측⋅후방의 벽면으로 최대 225 kW/m2 이상의 열유속이 입사되는 것을 확인하였다. 이는 개방조건의 BEV 화재 확산 실험 결과와 비교하여 입사되는 열유속이 약 2배 이상 높은 결과가 나타났다.

이러한 결과를 통하여 내연기관차량이나 개방 공간의 전기차 화재와 비교하여 지하주차장 화재에서 가장 큰 위험요소는 리튬이온배터리로부터 발생하는 고온의 가연성 가스가 반밀폐된 공간에 축적되었다가 배터리 팩 외부로 분출되는 스파크가 발생함과 동시에 점화되면서 순간적으로 매우 가혹한 열적 환경을 만들어낸다는 사실이다. 이로 인하여 플래시오버 현상과 같이 주변의 가연물이 동시에 발화될 위험성이 있으며, BEV를 구성하는 모든 가연물의 연소 속도가 빨라질 가능성이 높다.

응~ 전기차는 더 빠르게 화재가 확산 될 수 있어~