부산대학교 도서관

Due to environmental pollution and depletion of fossil fuels, the use of internal combustion engines is restricted, and the diffusion of electric vehicles is spreading through interest and subsidy policies for environmentally friendly vehicles. However, since the mileage is shorter than that of the internal combustion engine, it is limited to the city center driving, and it is suffering from the charging infrastructure and the charging time. Therefore, electric vehicles equipped with a large capacity battery tend to be on sale in order to overcome a short mileage, which is a drawback of electric vehicles, and satisfy the needs of consumers. Studies on the battery have shown that the proper operating temperature for lithium-ion batteries is 30℃ to 40℃. In the case of large-capacity battery packs, the density of cells increases, resulting in the generation of heat above the proper temperature due to charge and discharge. high battery temperature can shorten battery life and cause thermal runaway, potentially resulting in fire or explosion. therefore battery thermal management system (BTMS) is required to efficiently manage the cell temperature.In this paper, we confirmed the fabrication and applicability of battery heat management system model using PCM material. Focusing on the heat generation characteristics associated with the use of the battery, research is conducted to eliminate heat generation in the battery, except for the life test in order to create an actual usage model, according to the temperature, current and SOC A discharge experiment. The temperature, current, and SOC data obtained from the experiment were applied to the secondary equivalent RC circuit battery model. To confirm the thermal management performance of the PCM material based on the battery model, a thermal conduction model and an external environment model were added to the battery thermal management system The model was constructed. The Cylindrical aluminium case was fabricated by comparison with Cylindrical PCM + aluminium case the target to verify the thermal management performance and battery thermal management system model of the PCM material. In addition, charge / discharge experiments were carried out by using the running cycle of the battery exchange type electric bus performed in this laboratory. By comparing the obtained experimental data with the simulation, we verified the reliability of the battery thermal management system model using PCM material. Based on the verified model, we fabricated and simulated a Cylindrical PCM + aluminium foam case model combining the benefits of PCM and the benefits of aluminum, and confirmed the battery thermal management performance of PCM material.
환경오염 및 화석 연료의 고갈로 인해 내연기관의 사용을 제한하고, 친환경 자동차에 대한 관심과 보조금 정책을 통하여 전기자동차의 보급을 확산하고 있다. 하지만 내연기관의 비해 주행거리가 짧아서 도심 주행 위주로 한정되어 있고, 충전 인프라와 충전 시간으로 인해 어려움을 겪고 있다. 따라서 전기 자동차의 단점인 짧은 주행거리를 극복하고 소비자의 요구를 만족하게하기 위해 대용량의 배터리를 탑재한 전기자동차가 출시되고 있는 추세이다. 연구에 따르면 리튬 이온 배터리의 적정 운용 온도는 30~40℃로 대용량의 배터리 팩은 셀 직접도가 증가하여 충/방전 및 주행상황에 따라 적정 온도 이상의 열이 발생한다. 배터리의 온도가 높을 경우 배터리의 수명이 감소하고, 열 폭주를 유발하여 잠재적으로 화재나 폭발로 이어질 수 있으므로 셀 온도를 효율적으로 관리 할 수 있는 배터리 열관리 시스템 (Battery Thermal Management System : BTMS)이 필요하다.본 논문에서는 PCM 물질을 이용한 배터리 열관리 시스템 모델 제작과 적용가능성을 확인하였다. 배터리 사용에 따른 발열특성에 초점을 두고 연구하였으며, 배터리의 발열을 잡아주는 열관리 시스템에 실제 사용될 모델을 만들기 위하여 수명 테스트를 제외한 온도, 전류, SOC에 따른 충·방전 실험을 진행하였다. 실험으로 획득한 온도, 전류, SOC의 데이터를 2차 등가 RC회로 배터리 모델에 적용하였고, 배터리 모델을 기반의 PCM 물질의 열관리 성능을 확인하기 위해 열전도 물질 모델과 외기 환경 모델을 추가하여 배터리 열관리 시스템 모델을 제작하였다.PCM 물질의 열관리 성능과 배터리 열관리 시스템 모델을 검증하기 위해 Cylindrical PCM+aluminium case와 비교 대상으로 Cylindrical aluminium case를 제작하였다. 또한 본 연구실에서 수행한 배터리 교환형 전기버스의 주행 사이클을 이용해 충/방전 실험을 진행하였다. 획득한 실험값을 시뮬레이션과 비교하여 PCM 물질이 적용된 배터리 열관리 시스템 모델을 검증을 진행하여 신뢰성을 확인하였다. 검증된 모델을 기반으로 PCM의 장점과 Aluminium의 장점을 결합한 Cylindrical PCM+aluminium foam case모델을 제작하고 시뮬레이션을 진행하여 PCM 물질의 배터리 열관리 성능을 확인하였다.