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

국토교통부는 현대차에서 제작·판매한 코나 전기차 등 3개 차종 2만6699대에서 제작결함이 발견돼 자발적 시정조치(리콜)한다고 24일 밝혔다. 리콜 대상은 코나 EV 2만5083대, 아이오닉 전기차(AE PE EV) 1314대, 일렉시티(전기버스·LK EV) 302대 등 총 2만6699대다.

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.

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 대상이다.

앞서 현대차는 지난해 10월 코나 EV의 화재가 잇따르자 2017년 9월부터 작년 3월까지 제작된 코나 EV 7만7000대를 전세계에서 리콜했다. 리콜은 BMS를 업데이트한 후 과도한 셀 간 전압 편차나 급격한 온도 변화 등 배터리의 이상 징후가 발견되면 배터리를 즉시 교체하는 식으로 진행됐다.

◆ 음극 탭 접힘으로 인한 합선 유력

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

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

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. 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 중이다.

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.

LG에너지솔루션은 "리콜의 사유로 언급된 배터리 셀 내부 정렬 불량(음극탭 접힘)의 경우 국토부의 발표대로 재현실험에서 화재가 발생하지 않아 직접적인 원인으로 보기는 어려우며, 남경 현대차 전용 생산라인들의 양산 초기 문제로 이미 개선사항은 적용됐다"며 "현대차의 BMS 충전맵 오적용의 경우 당사가 제안한 급속충전 로직을 현대차에서 BMS에 잘못 적용한 것을 확인했고, 화재 발생과 연관성이 있는지에 대해 관련 기관과 협조해 추가적으로 확인해 나갈 예정"이라고 밝혔다.

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

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.