K-BATTERY SHOW 2024

  최근 연일 계속되는 전기자동차의 화재로 인하여 전기차 포비아가 확산이 되고 있습니다.

  이에 정부에서는 사전인증제, BMS인증, 과충전방지 시스템등의 전기차 화재예방을 위한 안전대책을 구상중에 있습니다. 과거부터 현재까지 파악된 전기자동차의 화재의 절반 이상이 주차중에 일어났으며 또한 고전압배터리에서 발화가 시작된 것으로 밝혀진 바가 있습니다.

  따라서 고전압 배터리의 시험조건들이 향후에 조금 더 가혹한 환경에서 다양한 방법으로 분석 및 시험이 진행될 것이라고 예상이 되고 있습니다. 

 

• 배터리 최적화 설계 및 분석 솔루션 (Altair)

배터리가 완성이 되기까지 배터리의 설계의 최적화, 안정성등을 판단하기 위하여 시뮬레이션 과정을 거치게 됩니다.

알테어에서 제공되는 솔루션을 통하여 배터리 cell의 모델링부터 멀티피직스 환경에서의 연동해석, CFD를 통한 구조해석 및 열유동해석까지 통합적인 분석을 할 수 있도록  툴체인이 형성되어 있습니다.

배터리의 모델의 경우에 아래와 같이 충격, 진동, 쿨링, 전열설계 분석을 할 수가 있습니다.

 

그림1. 배터리 Cell 및 모듈의 충돌 및 낙하 시뮬레이션

 

 

 

 

 

 

 

 

 

그림2. 배터리 팩의 진동 시뮬레이션

 

 

 

그림3. CFD를 통한 쿨링시스템 분석

 

 

그림4. Electro-Thermal 분석

 

 

 

 

 

 

 

• 배터리 충·방전 테스트 솔루션 (MYWAY PLUS.)

 

  기존의 배터리의  충·방전 시스템과 더불어 방폭챔버와 BMU와 연계하여 배터리상태의 모니터링 뿐만 아니라 배터리의 정보를 읽어 들이고 온도와 습도의 조건등을 가지고 충·방전 시험을 진행하는 형태로 자리를 잡아갈 것으로 보고 있습니다.

  MYWAY PLUS.의 배터리 충·방전 시스템은 이러한 요건들에 충족한 충·방전 시스템입니다.

  먼저 공시배터리를 BMU에서 RS485 또는 CAN통신으로 각종배터리의 정보를 읽어 들여 충·방전 시험을 진행할 수가 있습니다.

 

 

그림5. BMU통신 연동

 

또한 방폭챔버와 RS485통신을 통하여 온도와 습도를 변화해가며 충·방전 시험을 진행할 수도 있습니다.

 

그림6. 챔버와의 연동

 

 

 기본적으로 양방향특성의 DC Power Supply이며 회생형 타입의 전원장치가 제공이 됩니다.

 배터리의 충·방전 시험용도 이외에 전기모터의 구동용 전원으로도 사용을 하실 수가 있습니다.

 양방향 특성뿐만 아니라 4방향(bipolar)의 타입도 제공이 되므로 배터리의 강제방전시험, 과방전시험, 전극시험에도 이용하실 수 있습니다.

그림7. 양방향특성 Derating curve

그림8. 바이폴라 특성 Derating curve

 

 대용량급 50kW급 이상의 충·방전 시스템에서는 인버터나 컨버터등 배터리에 연결되는 전력변환기 특유의 리플을 모의할 수 있으며 최대 30kHz, 정현파 35.36Arms(100Apk-pk)의 리플을 중첩하여 실제기기와 유사하게 시험을 할 수가 있습니다.

 

 

그림9. 전류 리플 중첩기능

 

 

 

또한 고속스위칭이 가능한 Sic소자를 사용하여 1msec (-90%~90%)의 고속응답이 가능하며 방전과 충전을 매끄럽게 전환할수 있어 더욱 정밀한 충·방전 시험이 가능합니다.

 

 

 

그림10. 고속응답특성