초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
*사용 후 배터리의 안정적 재사용을 위한 고안전성 배터리관리시스템 개발하는 것이 최종 목표
- 차량에 탑재되는 배터리는 기존 대비 60 ~80% 수준의 성능을 나타낼 경우, 차량 수명종료로 판정되어 사용 후 배터리로 분류됨, 그러나 사용 후 배터리로 분류된 배터리의 잔존가치는 에너지저장 장치로써 충분히 이용될 수 있기에 신재생에너지 및 가로등, 전기 이륜차용 충전스테이션으로 재사용하는 방향으로 새로운 가치를 부여할 수 있음. 이에 본 사업을 통해서 사용후 배터리의 안정적 재사용을 위

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
*사용 후 배터리의 안정적 재사용을 위한 고안전성 배터리관리시스템 개발하는 것이 최종 목표
- 차량에 탑재되는 배터리는 기존 대비 60 ~80% 수준의 성능을 나타낼 경우, 차량 수명종료로 판정되어 사용 후 배터리로 분류됨, 그러나 사용 후 배터리로 분류된 배터리의 잔존가치는 에너지저장 장치로써 충분히 이용될 수 있기에 신재생에너지 및 가로등, 전기 이륜차용 충전스테이션으로 재사용하는 방향으로 새로운 가치를 부여할 수 있음. 이에 본 사업을 통해서 사용후 배터리의 안정적 재사용을 위한 고안전성 배터리관리시스템을 개발하는 것이 목표이며 이를 통해 사용 후 배터리가 내재하고 있는 위험요인을 제거하여 위험 사고를 미연에 방지하고자 함.

전체 내용
* 병렬집중화 운용 알고리즘 개발
- 셀 간 병렬 전압/전류 제어의 밸런싱 알고리즘 설계 및 개발
- CMS의 병렬 운용 알고리즘 최적화 설계 방안 연구
* 폐배터리 기반 병렬집중화 전지시스템 외함 기구설계
- 용량 및 출력 특성에 따른 외함케이스 규격/치수설계
- 전지시스템 단자 방수 및 셀 체결 단자의 접촉저항 저하를 위한 단자 설계
* GUI(Graphic User Interface) 및 PC 모니터링프로그램 개발
- 통신 프로토콜에 따른 병렬형(32/64/128) 셀 추가 확장성 GUI 설계 도출
* 폐배터리 CMS 전지시스템 평가 및 공인인증시험 검증
- CMS 기반 전지시스템 평가 및 개선사항 도출 및 공인인증시험서 검증
* 기능안전설계 기반 BMS 소프트웨어 및 펌웨어 개발
- 쿨룽카운트라고 불리는 기술인 배터리 안팎으로 흐르는 전류를 추적하여 주로 배터리의 충전 상태를 계산하는 알고리즘 설계 및 개발
- 개별 셀과 전체 팩의 상태를 관제 가능한 소프트웨어 구조 설계 및 개발

연구개발성과

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
본 사업을 통해 기술개발 완료한 ‘사용 후 배터리 기반 고안전성 배터리관리시스템‘으로 이동형 전기차 충전 스테이션을 비롯한 에너지저장장치(ESS)로 활용되는 제품으로 사업화를 진행할 계획임.
기존 국내외 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System) 기술의 경우, 일반적인 과충전, 과방전, 과전류, 과열의 보호기능이 있지만 그 외 사전 검출기능, 제어기능, 기능안전설계 기능, 안전진단 기능은 없는 실정임. 반면 개발 대상 기술은 어떤 셀이 사전 위험 요인을 가지고 있는지 알수 있으며, 제어 레벨이 셀까지 가능함. 또한 기능안전설계 기능뿐 아니라 배터리 실시간 교체 및 안전진단 기능까지 포함하는 제품으로써 기존 대비 매우 우수한 제품임.
□ 본 과제의 결과물을 활용하여 계획한 사업화 모델은 아래의 2가지 형태임.
1. 휴대용 배터리 팩 사업
2. ESS용 BMS 모듈 사업
본 개발 기술은 전기 자동차등의 사용후 배터리를 적극적으로 활용하기 위한 기술임.
사용후 배터리는 주로 전기차에서 사용된 효율이 떨어진 배터리로 이를 ESS등에 재활용하는 것은 경제적, 환경적으로 충분히 활용가치가 있으나 각 셀의 상태가 새제품에 비하여 상대적으로 차이가 커서 배터리의 수명 예측이나 셀 단위의 배터리 밸런싱이 배터리의 재활용에 중요한 요소임. 본 개발 기술에서는 제안하는 BMS 기술은 셀단위의 배터리 관리 기술과 이를 이용한 수명 예측 기술을 이용한 정확도 높은 배터리 관리 기술임. 이를 이용하여 다양한 사업화 계획을 추진할 예정임
□ 휴대용 배터리 팩 사업
본 과제에서 제안하는 기술이 가장 빨리 시장에 선보일 제품으로, 제품의 인증과 KTL의 성적서를 바탕으로 안전성이 강화된 배터리팩이라는 마케팅 포인트를 강점으로 제품화할 예정임. 배터리팩의 타겟은 캠핑이나 낚시에서 사용할 용도로 강인한(rugged) 형태의 디자인을 적용함. 본 배터리팩은 (주)휴컨에서 개발, 제조하고 협력사인 (주)에너캠프에서 국내 및 해외 판매망을 이용하여 마케팅 및 판매를 진행할 예정임.
□ BMS 모듈 사업
BMS 모듈은 2차전지가 들어가는 모든 제품에 탑재됨. 이 BMS 모듈은 단일 셀에 적용되는 것에서부터 대형 ESS용 Rack에 적용되는 BMS까지 다양한 형태로 구성됨.

(출처 : 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 보고서 요약 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• (1) 개발기술의 중요성 및 타당성 ... 8
• (2) 국내·외 관련 기술의 현황 ... 10
• (3) 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 10
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
• 1) 목표 ... 12
• (1) 종합목표 ... 12
• (2) 기술개발 목표 ... 12
• (3) 경제적 성과목표(사업기간내) ... 14
• 2) 기술개발 수행과정 및 수행내용 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 30
• 1) 연구수행 결과 ... 30
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 30
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 30
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 31
• 2) 목표 달성 수준 ... 33
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 34
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 35
• 끝페이지 ... 37