지하주차장 내 실규모 전기차 화재 실험

A Full-scale Fire Test on Electric Vehicle in an Underground Car Parks

본 연구에서는 지하주차장 내 전기차 화재확산 특성에 관한 정량적 분석을 위하여 10 MW급 콘칼로리미터를 사용하여 실규모 실험을 수행하였으며, 배터리팩 내·외부와 지하주차장 내 온도 및 열유속 그리고 화재 성장에 따른 열방출률을 분석하였다. 반밀폐 구조의 지하주차장을 모의하기 위해 7,800 × 7,800 × 2,300 mm 크기의 구조물을 제작하였으며, BEV는 지하주차장의 밀폐면 모서리에 배치하였다. 초기 발화 조건은 전기 발열 시트로 배터리 팩 내부의 셀을 가열하여 열폭주를 발생시켰으며, 배터리 팩에 의한 화재 확산을 모의하였다. 또한, 열전대를 사용하여 지하주차장 공간의 온도분포를 측정하였으며, 열유속계를 사용하여 차량 및 각 주차영역 별 열유속을 측정하였다. 실험결과 지하주차장 내 축적된 가연성 가스로 인하여 최초 점화 시점에 폭연 현상이 관찰되었으며, 발생 직후 천장부의온도 및 각 주차영역의 바닥면으로 입사되는 열유속이 빠르게 상승하여 플래시오버 조건에 도달하였다. 이후 최성기구간에서 천장부의 평균온도는 1,000 ℃ 이상 유지되었으며, BEV 측·후방의 벽면으로 입사되는 최대 열유속은 225kW/㎡ 이상으로 나타났다.

A full-scale test was conducted to evaluate the risk of a modern battery electric vehicle (BEV) fire in an undergroundcar park. A test rig 7,800 × 7,800 × 2,300 mm in size was built to simulate the corner segment of an underground carpark. The BEV was positioned in a parking bay at a corner of the structure . The lithium-ion battery pack was heated usingan electric heating sheet to activate thermal runaway inside the pack. The temperature distribution in the internal space ofthe test rig was measured using a thermocouple. The incident heat fluxes on neighboring cars were also estimated usingheat flux gauges positioned around the test vehicle. Deflagration venting was observed instantaneously after the initialignition of the flammable gas accumulated under the ceiling of the test rig. This phenomenon accelerated the growth ofthe BEV fire, resulting in an average ceiling jet temperature of 1,000 ℃ and a peak heat flux of 225 kW/㎡.