전기자동차용 리튬이온전지 팩의 열적 거동 해석

Abstract

전기자동차용 리튬이온전지의 열적 거동에 미치는 영향을 예측하기 위한 simulation program의 개발을 목표로 연구를 진행하였다. 리튬이온전지의 열전도도는 각종 구성요소의 열전도저항이 직렬 및 병렬로 연결된 것으로 간주하였다. 리튬이온전지의 전극 내에서 발생하는 열은 전극의 전위와 전류 밀도 분포의 예측을 통하여 전극 내의 반응열과 내부 저항에 의한 저항열을 계산하는 모델링 방법론을 이용하였다. 유한체적법을 사용하여 자연대류 냉각 조건에서 모듈의 열적 특성을 해석하였다. 모듈의 모델링 결과는 모듈의 실험결과와 비교 통하여 열적 거동 모델의 타당성을 검증하였다. 팩의 경우 UDDS mode(Urban Dynamometer Driving Schedule mode, 시내 주행 모드)를 이용해 비 정상상태의 온도해석을 수행함으로써 도로 주행 시 리튬이온전지의 온도분포 예측을 가능하게 하였다. 다양한 유량과 구조에 대하여 팩의 열적 특성을 해석하였다. 전기자동차용 리튬이온전지의 최적 열관리 기술 개발에 효과적으로 활용될 수 있다.