전기차 화재대비 아이디어
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작성일
2024.08.07 09:06
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비행기 화재도 문제가 되었던 것이 동체 내부에 불이 붙으면 밖에서 물을 아무리 부워봐야 안 쪽으로 물이 들어가지 않아 화재진압이 안 되거든요. 그래서 공항에는 송곳모양으로 생긴 항공기 소화도구를 구비하도록 하고 있어요. 그 걸로 동체를 뚫어서 내부에 물을 분사해서 화재 진압을 하는 거죠.
비슷하게 전기차 배터리 모듈에 물을 주입할 수 있는 소화라인을 만들도록 법으로 정해 놓으면 어떻까요?
아래에 다른 분이 올려주신 전기차 화재진압 영상을 보니 외부에서 어느 정도 진압 후에 좌석 쪽으로 물을 분사하는 과정이 있는 것 같던데, 이걸 초기에 할 수 있도록 충전구 쪽에 물을 주입할 수 있는 라인을 만들어 놓고 화재나면 소방차가 와서 그 주입구에다 물을 붇는 거죠. 그러면 물로 배터리 온도를 낮출 수 있어 열폭주를 중단시킬 수 있을 것 같아요.
물론 열로 인한 역류를 방지하기 위해서 check valve는 달아 놔야 할 것 같구요.
댓글 24
/ 1 페이지
finalsky님의 댓글의 댓글
@ehangman님에게 답글
밖에서 뿌리면 물이 배터리에 안갑니다.닿아야 열이 전달되죠
조알님의 댓글의 댓글
@ehangman님에게 답글
열량 (Q) 과 온도 (T) 를 헷갈리신거 같아요. 열량이 같다고 온도가 같지는 않습니다.
열역학적으로 온도가 전체 시스템에 균일하게 분포한다면 시스템 바운더리에서 열을 제거해주는 만큼 온도가 떨어지는데요.. 이건 시스템 내부의 열전달계수가 무한대여서 시스템 내부의 온도가 균일하게 유지된다는 굉장히 비현실적인 가정을 해주어야 성립하고요..
열전달에서 배우는 transient heat transfer 의 경우를 생각해보면, 물체의 rho*Cp/k 가 열전달 시간을 좌우합니다. k 가 무한대가 아닌 이상 시스템 바운더리의 온도를 낮춘다고 가운데지점의 온도가 동시에 낮아지지는 않습니다. 구멍을 뚫고 가운데에다가 직접 물을 뿌려야 빠른 냉각이 가능한거죠.
좀더 간단하게 잘 와닿는 예를 들어보면..
컴퓨터 CPU 에다가 계산 작업을 할 때 발생하는 열량은 계산작업에 비례하고, 제거되는 열량은 방열판의 면적에 비례하지만..
똑같은 발생 열량 (같은 계산작업) 을 가정할 때,
써멀그리즈를 바른 경우에는 열전달계수가 낮게 유지되어서 열전달이 잘 일어나고 정상적인 온도를 유지하지만,
써멀그리즈를 빼먹고 조립하면 열전달계수가 높아져서 열전달이 잘 일어나지 않고 온도가 기하급수적으로 치솟고 컴퓨터가 다운됩니다.
열역학적으로 온도가 전체 시스템에 균일하게 분포한다면 시스템 바운더리에서 열을 제거해주는 만큼 온도가 떨어지는데요.. 이건 시스템 내부의 열전달계수가 무한대여서 시스템 내부의 온도가 균일하게 유지된다는 굉장히 비현실적인 가정을 해주어야 성립하고요..
열전달에서 배우는 transient heat transfer 의 경우를 생각해보면, 물체의 rho*Cp/k 가 열전달 시간을 좌우합니다. k 가 무한대가 아닌 이상 시스템 바운더리의 온도를 낮춘다고 가운데지점의 온도가 동시에 낮아지지는 않습니다. 구멍을 뚫고 가운데에다가 직접 물을 뿌려야 빠른 냉각이 가능한거죠.
좀더 간단하게 잘 와닿는 예를 들어보면..
컴퓨터 CPU 에다가 계산 작업을 할 때 발생하는 열량은 계산작업에 비례하고, 제거되는 열량은 방열판의 면적에 비례하지만..
똑같은 발생 열량 (같은 계산작업) 을 가정할 때,
써멀그리즈를 바른 경우에는 열전달계수가 낮게 유지되어서 열전달이 잘 일어나고 정상적인 온도를 유지하지만,
써멀그리즈를 빼먹고 조립하면 열전달계수가 높아져서 열전달이 잘 일어나지 않고 온도가 기하급수적으로 치솟고 컴퓨터가 다운됩니다.
ehangman님의 댓글의 댓글
@조알님에게 답글
간단히 설명드리면, 셀이나 팩 외부 온도가 올라가는 게 다른 셀이나 팩에 손상이 가는 유일한 조건입니다. 때문에 외부에 물을 뿌리는 것만으로도 충분합니다. 반대로 생각하면 물을 뿌린다고 해서 배터리의 열량이 줄어들고 불이 꺼지는 건 아니니 구멍을 뚫는다고 해서 드라마틱한 차이는 없으리라 봅니다.
조알님의 댓글의 댓글
@ehangman님에게 답글
열량이 줄어들지는 않는다고 말씀하시는 것을 보니 여전히 열량과 온도를 동일하게 생각하시는 것 같네요. 둘은 다른 개념입니다. 발열량이 정확하게 동일한 열량이라도 열을 내부로부터 빠르게 밖으로 빼내는게 온도상승을 막는 가장 효과적인 방법이죠.
팩 외부에 물을 뿌려도 셀 온도를 순식간에 드라마틱하게 떨어뜨리지는 못합니다. 발화하는거는 셀이지 팩이 아니니까요. 외부에 물을 뿌리는거는 내부의 배터리가 다 연소할 때까지 외부 온도가 올라가지 않게 유지하는 역할을 하지만, 팩에 구멍을 뚫으면 셀까지 물이 침투하기 때문에 배터리가 다 연소하지 않고도 내부의 온도를 떨어뜨려서 셀간에 높은 온도가 확산되는 것을 막을 수 있을테고 빠른 소화가 가능해질 수 있겠죠.
방금 thermal runway suppression, battery electric vehicle 로 검색해서 review paper 몇개 읽어봤는데 "zonal fire suppression within a module" 이 빠른 소화의 핵심요소 중 하나라고 하는 페이퍼들이 몇개 있네요. 저도 thermal runway 를 다루진 않지만 열유체 전공자이자 대학교에서 열유체분야 연구하고 가르치는걸 직업으로 하는 사람으로서 최대한 내부에 물을 직접 침투시키는게 가장 효과적인 방법일거라고 생각합니다.
팩 외부에 물을 뿌려도 셀 온도를 순식간에 드라마틱하게 떨어뜨리지는 못합니다. 발화하는거는 셀이지 팩이 아니니까요. 외부에 물을 뿌리는거는 내부의 배터리가 다 연소할 때까지 외부 온도가 올라가지 않게 유지하는 역할을 하지만, 팩에 구멍을 뚫으면 셀까지 물이 침투하기 때문에 배터리가 다 연소하지 않고도 내부의 온도를 떨어뜨려서 셀간에 높은 온도가 확산되는 것을 막을 수 있을테고 빠른 소화가 가능해질 수 있겠죠.
방금 thermal runway suppression, battery electric vehicle 로 검색해서 review paper 몇개 읽어봤는데 "zonal fire suppression within a module" 이 빠른 소화의 핵심요소 중 하나라고 하는 페이퍼들이 몇개 있네요. 저도 thermal runway 를 다루진 않지만 열유체 전공자이자 대학교에서 열유체분야 연구하고 가르치는걸 직업으로 하는 사람으로서 최대한 내부에 물을 직접 침투시키는게 가장 효과적인 방법일거라고 생각합니다.
원주니님의 댓글
물을 부어도 소용이 없고 물에 담궈 버려야 하는걸로 들었습니다
그냥 하부 배터리까지 잠길 수 있는 수조가 필요한거죠
그냥 하부 배터리까지 잠길 수 있는 수조가 필요한거죠
1,107 랜덤 럭키포인트 당첨을 축하드립니다.
finalsky님의 댓글의 댓글
@원주니님에게 답글
물을 부워도 소용이 없는 이유가 차량의 배수구조 때문에 물이 배터리에 닿지 않기 때문입니다. 그래서 물을 바닥에서 반대로 올려보내는 방법으로 하부에서 물을 쏘거나 담그는 방법을 쓰는 겁니다.
PCBR님의 댓글
이미 나와 있습니다. 배터리팩을 수압드릴로 뚫어서 강제 주입하는 방식이네요. 우리나라 중소기업입니다.
finalsky님의 댓글의 댓글
@PCBR님에게 답글
역시 있었군요.
이런 제품을 만드는 것 보다는 설계할 때 미리 고려해서 만드는게 더 나을 것 같은데... 비용이 문제겠죠?
이런 제품을 만드는 것 보다는 설계할 때 미리 고려해서 만드는게 더 나을 것 같은데... 비용이 문제겠죠?
심혼에담다님의 댓글
불을 완전히 끄는 것까진 아니어도 열폭주를 실효성 있게 억제할 수 있는 하부주수관창이라는 게 있습니다만, 이동형일 경우 이미 화재가 발생한 시점에서 일반인이 대응하기는 쉽지 않다는 한계와 고정형일 경우 설치 비용과 오작동 우려 등 사회적 합의되어야 할 사항이 많이 있기는 합니다.
430 랜덤 럭키포인트 당첨을 축하드립니다.
finalsky님의 댓글의 댓글
@심혼에담다님에게 답글
네. 그래서 저도 일반인이 쓰는게 아니라 소방관이 하는 걸로 생각한거죠.
심혼에담다님의 댓글의 댓글
@finalsky님에게 답글
소방쪽은 실험 또는, 일부 도입해서 사용하는 사례들이 있는 것으로 알고 있습니다.
소방쪽은 지금과 같이 소방에서 알아서 잘 할 것이라 믿고 있어서요, 개인적으론 화재 발생 후 신고 → 출동까지 소요되는 시간 동안 발생할 막대한 초기 피해를 어떻게 줄일 것인가에 집중해야 할 상황이 아닌가 생각합니다.
소방쪽은 지금과 같이 소방에서 알아서 잘 할 것이라 믿고 있어서요, 개인적으론 화재 발생 후 신고 → 출동까지 소요되는 시간 동안 발생할 막대한 초기 피해를 어떻게 줄일 것인가에 집중해야 할 상황이 아닌가 생각합니다.
Lasido님의 댓글의 댓글
@심혼에담다님에게 답글
고양이 목에 방울달기 처럼.. 불타는 차량에 호스를 꽂을 수 있을까? 라는 생각 들었는데.. 가능하기도 한가보네요.
ASTERISK님의 댓글
에어백처럼 뭔가 젤이나 폼같은 물질이 터지면서 배터리를 감싸서 열폭주를 늦춰주는건 어떻습니까.
뱃살꼬마님의 댓글의 댓글
@ASTERISK님에게 답글
이미 요즘의 제대로된 전기차들은 난연성 플라스틱으로 감싸서 열폭주를 늦추고 있다고 알고 있습니다. 그래서 이번 벤츠와 같은 일은 일어나지 않게 되어 있고요.
세상여행님의 댓글의 댓글
@ASTERISK님에게 답글
예전 영화 데몰리션맨에서 나왔죠.
스티로폼 같은 발포 소재로 기억합니다.
스티로폼 같은 발포 소재로 기억합니다.
finalsky님의 댓글의 댓글
@ASTERISK님에게 답글
열폭주는 특정 셀이 폭발해서 발생한 열이 다른 셀로 넘어가고 그 열 때문에 정상적인 셀들의 분리막이 손상돼서 폭발하고 또 그 열이 옆으로 넘어가는 과정입니다. 열을 가두면 열폭주는 가속화되죠. 막아서 해결할 수 없어요. 열을 빼줘야 합니다.
제리아스님의 댓글
근본적인 원인은...배터리로 액체 리튬을 쓰면 안되는건데 말이죠.
전고체 배터리 상용화 전에 너무 일찍 전기차 보급이 시작된게 재앙입니다.
전고체 배터리 상용화 전에 너무 일찍 전기차 보급이 시작된게 재앙입니다.
조알님의 댓글의 댓글
@초코맛초코님에게 답글
가격이 감당 가능하다 하더라도 부피와 무게때문에 모터가 끌고갈 수 있는 물건이 안나올거 같습니다.
무지개발자님의 댓글
과유불급이란 말이 있죠.
똥은 누가 쌌는데 치우는 건 옆 사람이 하는 것과 같은 경우죠.
벤츠의 특정 배터리사의 문제인데 이걸 가지고 전체가 책임을 지는 것을 만드는 것도
과잉입니다.
현재기술로도 충분히 안전하게 갈 수 있고, 점점 나아지고 있습니다.
이번화재도 왜 전기차는 그렇다 치고 다른 차들의 화재도 스프링쿨러로 진화가 되지 않았냐는 것이죠.
주차장은 당연히 차량 화재에 대비해서 있는 스프링쿨러인데,
그리고, 지붕 배관의 절연마감재가 내연성이 아니었는지도 확인할 문제라 봅니다.
문제의 진단을 정확히해야 헛힘을 쓰지 않습니다.
똥은 누가 쌌는데 치우는 건 옆 사람이 하는 것과 같은 경우죠.
벤츠의 특정 배터리사의 문제인데 이걸 가지고 전체가 책임을 지는 것을 만드는 것도
과잉입니다.
현재기술로도 충분히 안전하게 갈 수 있고, 점점 나아지고 있습니다.
이번화재도 왜 전기차는 그렇다 치고 다른 차들의 화재도 스프링쿨러로 진화가 되지 않았냐는 것이죠.
주차장은 당연히 차량 화재에 대비해서 있는 스프링쿨러인데,
그리고, 지붕 배관의 절연마감재가 내연성이 아니었는지도 확인할 문제라 봅니다.
문제의 진단을 정확히해야 헛힘을 쓰지 않습니다.
finalsky님의 댓글의 댓글
@무지개발자님에게 답글
맞는 말씀입니다. 화재가 번지게 않게 하는 것도 한 방법이죠.
더 안전하게 하려면 화재가 차량에서 진압되도록 설계하는 것도 또 다른 방법입니다. 어느 한 쪽이 아니라 여러 방안을 다 연구해봐야죠.
더 안전하게 하려면 화재가 차량에서 진압되도록 설계하는 것도 또 다른 방법입니다. 어느 한 쪽이 아니라 여러 방안을 다 연구해봐야죠.
ehangman님의 댓글