□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종목표 이차전지 재사용 산업 부각 · ESS, 전기차 보급확대 등에 따른 리튬이온 배터리의 안전관리 및 폐기를 위해 대용량, 초고속으로 방전할 수 있는 방전 장치 개발을 목표로 함. 열 방전 구조를 도입하여 ESS 랙단위 방전을 3시간 이내에 가능하게 하며, DMS(Discharge management system)를 통해 안정성, 편의성 등을 갖춘 초고속 완전방전 시스템을 개발함.
○ 전체내용 방전속도 증가, 대용량 배터리 방전 등을 구현하기 위한 발열체 연구, 방
□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종목표 이차전지 재사용 산업 부각 · ESS, 전기차 보급확대 등에 따른 리튬이온 배터리의 안전관리 및 폐기를 위해 대용량, 초고속으로 방전할 수 있는 방전 장치 개발을 목표로 함. 열 방전 구조를 도입하여 ESS 랙단위 방전을 3시간 이내에 가능하게 하며, DMS(Discharge management system)를 통해 안정성, 편의성 등을 갖춘 초고속 완전방전 시스템을 개발함.
○ 전체내용 방전속도 증가, 대용량 배터리 방전 등을 구현하기 위한 발열체 연구, 방열 성능향상을 위한 외함 설계, 방전기 온도 감소를 위한 방열팬 개선, 모니터링, 작동제어(방전값 설정, 제품의 안정적인 동작에 영향을 주는 온습도 도달 시 자동차단 등), DMS 설계 및 제작, 대용량 방전 구현 개발품의 기능, 성능 테스트 및 공인 인증기관의 성능 시험을 통해 성능의 신뢰성을 확보함.
□ 연구개발 성과 ○ 기술적 성과 - 건식, 정전류 방식의 리튬이온배터리용 초고속, 완전방전시스템 개발 완료 (정전류 제어방식의 열 방전으로 최대 12개 모듈 동시 방전 구현, SOC 80%에서 SOC 20%도달까지 방전시간 1시간 30분 이내) - 전자로더기, 염수방전 등 기존 방전장비 대비 방전용량, 방전소요시간, 안전성, 편의성 향상, 방전으로 인한 환경오염 물질 배출 없는 리튬이온 배터리 방전 달성 - 자체 개발한 DMS 제어로 방전상태에 대한 모니터링과 방전제어, 외부 환경 충격에 대한 보호(리튬이온 배터리 방전에 충격을 줄 수 있는 온·습도 도달 시 자동 차단 기능) - 관련 연구성과 : 특허 2건 출원(리튬이온 배터리 팩의 방전장치, 배터리 제어장치)
○ 경제적 성과 - 리튬이온 배터리 장치 유지보수 비용(방전 비용) 절감 : 리튬이온 배터리 방전 작업 시, 동일 방전조건 대비 기존 수단(방전용 로더기 사용) 대비 약 80%까지 방전시간을 절감함으로써 소요되는 인적·물적 유지보수 비용절감 효과가 있음. · 개발품 활용 시 방전 시간 절약을 통해 해당 시간으로 환산할 수 있는 직·간접적 유지보수 비용(인건비 등) 를 절감시킬 수 있음. - 유지보수로 인한 ESS 작동 정지 시간 감소로 발생하는 재정적 손실 최소화 · ESS 작동 정지 시 용도에 따라 수익 감소, 일시적 변전·UPS 기능 상실, 전력 소비량 증가 등의 손실이 발생할 수 있음. 방전 시간을 줄이고 대용량의 방전을 통해 ESS 유지보수 소요시간을 줄일 수 있으며, 이에 따른 손실을 최소화할 수 있음. - 열방전 방식으로 환경오염물질 배출이 되지 않아 폐기물 처리 등 이차적 비용이 발생하지 않음 - 사업화에 추진에 따라 장비 판매로부터 발생하는 매출달성 예상 (주요거래처 : ESS 유지보수 업체, 리튬이온 배터리 재사용, 재처리, 제조사 등)
○ 사회적 성과 - 이차전지 사용량 및 폐기량의 급증에 따른 재처리(재사용, 폐기 등) 수요가 증가하고 사용 후 배터리 활용 관련 신산업도 활발하게 추진되고 있음. 이차전지 재사용에 필수 단계인 리튬이온 배터리 방전에 광범위하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 방전을 보다 빠르고 안정적으로 가능하게 함으로써 이차전지 관련 산업에 기여 - 환경에 무해한 리튬이온 방전 방식으로 환경오염 예방에 기여. - 고용의무조건 총 3명 중, 3명 달성 완료(2019년 1명·2020년 2명), 향후 제품 고도화 및 사업화에 따라 생산, 사업화 인력 등 추가 고용 예정
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 - 방전기 응용개발에 활용 : 전기차 배터리용 방전기 · 전기차 보급 증대 및 사용연한 도래, 교통사고 등으로 사용 후 전기차 배터리의 처리가 공론화 되어 재사용, 재처리 등을 위한 기술개발, 실증이 활발히 진행되고 있음. · 위 단계에서 필수적인 전기차 배터리 방전을 보다 대량으로 빠르게 처리할 수 있는 전기차 배터리용 방전기 개발 및 이를 통해 잠재적 판매수요에 대응함. - 1:多 방전방식 적용 개발을 통한 제품 경량화 및 고도화 · 기존 방전기는 방전기와 모듈을 1:1 방식으로 연결하여 방전을 수행하나, 최대 12개의 모듈을 동시 방전 시 요구되는 방전기의 수량을 감소시켜 전체 제품을 경량화, 고도화 시키고자 함. - 중고 리튬이온배터리 모듈을 활용한 UES 제작 기술 개발에 활용 · 주관기관 ㈜솔라라이트는 현재 이차전지 재사용 관련 실증을 경북 차세대 배터리 리사이클링특구에서 진행 중이며, 사용 후 리튬이온 배터리를 UES(UES와 UPS를 결합한 전력공급장치)의 전력공급부로써 재사용하는 실증 프로젝트를 진행 중임. · 해당 프로젝트에 방전 단계에서 개발품을 활용하며, 타 실증 사업자 및 이차전지 재처리 관련 기업, 기관 등을 대상으로 방전기를 홍보할 수 있음.
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