에너지저장장치 운용조건에 따른 리튬이온전지 모듈의 열적 거동 해석 - 강서희 (The Graduate School, Ajou University, 2023)
에너지원의 간헐성을 보완하고 안정적으로 에너지를 저장 및 운반하기 위해 적절한 에너지저장시스템을 선택하는 것은 중요하다. 리튬이온전지는 높은 에너지 밀도와 긴 사이클 수명 등의 장점으로 에너지저장장치 시장에서 큰 인기를 얻고 있다. 하지만, 리튬이온전지는 정상 작동범위를 벗어날 경우 지속적인 열화로 용량, 출력에 손실이 발생하거나 최악의 경우 화재사고로 이어질 수 있다. 따라서 리튬이온전지의 안정적인 운용을 위해 실제 에너지저장장치의 작동 환경에서 리튬이온전지의 열적 거동을 해석하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 에너지저장장치의 운용조건에 따른 리튬이온전지의 열적 거동을 해석하기 위해 3차원 모델링을 수행하였다. 63Ah 셀의 전위 및 전류밀도 분포 모델링 결과를 이용하여 리튬이온전지 모듈의 열해석을 진행하였다. 해석 대상 모듈은 2개의 셀이 병렬로 연결되어 하나의 가닥을 이루고 14개의 가닥이 직렬로 연결되어 있다(2P14S). 모델링 결과를 검증하기 위해 15℃, 25℃, 35℃에서 방전 시험을 진행하였고, 각각의 시험 결과와 모델링 결과를 비교하여 모델링의 타당성을 검증하였다. 모델링 결과를 토대로 에너지저장장치용 리튬이온전지 모듈 내 최적의 온도 센서 위치를 제안하여 리튬이온전지의 안정적인 운용에 효과적으로 활용할 수 있도록 하였다.
학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :에너지시스템학과,2023. 2
Keywords: 리튬이온배터리; 모델링