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RSM 방법에 의한 리튬이온 배터리 팩의 최적 설계
Study on Optimization of Li-ion Battery Pack Design by RSM 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.14 no.1, 2015년, pp.39 - 43  

주강우 (한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부) ,  장경민 (한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부) ,  김광선 (한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper is to derive information about the optimal shape of the pack has a minimum temperature range of a Li-ion battery equipped with a module. We selected the shape of the pack in order to reduce the temperature deviation between the batteries as a variable. And we derived the experimental poin...

주제어

#Li-Ion Battery   #Optimization   #DOE   #RSM  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 배터리 팩의 발열 문제는 배터리의 수명 및 기기의 동작에 직접적인 영향을 미치기 때문에 필수적으로 연구해야 하는 분야이다. 본 연구에서는 배터리 팩을 구성하는 기본 단위인 배터리 모듈에서 팩의 공기 통로의 형상을 최적화하여 발열을 최소화 할 수 있는 형상을 제안하였다. 선행연구에서 특정 방전율에 해당하는 발열값 검증 및 기본 형상의 팩에 대한 수치해석을 진행하였다[1-2].

가설 설정

  • 대부분의 반응 표면에서, 곡면의 근사 함수는 다항식의 조합으로 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 부드러운 곡면을 형성하기 위해 반응 곡면을 2차 다항식으로 가정하였으며 식(5)에 2차 다항 모형을 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
리튬이온 배터리의 방열 문제가 이슈되는 배경은? 최근 스마트폰 노트북, 캠코더 등 고성능 휴대용 반도체 기기가 상품화 되면서 리튬이온 배터리의 방열 문제가 이슈화되고 있다. 배터리 팩의 발열 문제는 배터리의 수명 및 기기의 동작에 직접적인 영향을 미치기 때문에 필수적으로 연구해야 하는 분야이다.
팩에 대한 수치해석을 진행하기 위해 사용한 툴은? 선행연구에서 특정 방전율에 해당하는 발열값 검증 및 기본 형상의 팩에 대한 수치해석을 진행하였다[1-2]. 팩의 온도 해석은 수치해석 상용 패키지프로그램인 Star-CCM+ 9.02를 사용하였고, 실험계획은MINITAB 14를 이용하였으며, 최적화는 AMESim의Design Exploration 분석 도구를 활용하였다.
배터리 팩의 발열 문제는 어떤 문제에 영향을 주는가? 최근 스마트폰 노트북, 캠코더 등 고성능 휴대용 반도체 기기가 상품화 되면서 리튬이온 배터리의 방열 문제가 이슈화되고 있다. 배터리 팩의 발열 문제는 배터리의 수명 및 기기의 동작에 직접적인 영향을 미치기 때문에 필수적으로 연구해야 하는 분야이다. 본 연구에서는 배터리 팩을 구성하는 기본 단위인 배터리 모듈에서 팩의 공기 통로의 형상을 최적화하여 발열을 최소화 할 수 있는 형상을 제안하였다.
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참고문헌 (6)

  1. Jang, H., Jang, K.M., and Kim, K.S., "A Research on the Assessment of Thermal Performance of Energy Storage Li-Ion Battery Pack", KSSDT, 13(1), pp.101-108, (2014). 

  2. Jang, K.M., Choi, K.W., NamGoong, J. E., and Kim, K.S., "A STUDY ON LI-ION BATTERY PERFORMANCE SUBJECT TO CATHODE MATERIALS USING CFD", IMECE2012-87194, (2012). 

  3. CD-adapco, STAR-CCM+ v9.02 User guide, (2014). 

  4. Ravindran, A., Ragsdell, K. M., and Reklaitis, G. V., Engineering Optimization: Methods and Applications, 2nd Edition, Wiley, (2006). 

  5. Park, S. H., and Choi, B. C., Understand of DOE by SPSS & SAS Analysis, Min Young Press, (2005). 

  6. Minitab Inc, MINITAB User guide, ISBN 0-925636-49-5, (2003). 

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