목차

제 1 장 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 3
제 2 장 배터리 열관리 시스템 5
2.1 2차 전지의 종류 5
2.2 배터리 발열 9
2.2.1 비가역 열 11
2.2.2 가역 열 11
2.3 배터리 열관리 시스템 종류 13
2.3.1 직접냉각방식과 간접냉각방식 14
2.3.2 수동냉각방식과 능동냉각방식 16
2.3.3 기타 냉각 방식 18
제 3 장 배터리 실험 19
3.1 실험 장치 21
3.1.1 리튬 이온 배터리 셀 21
3.1.2 샐 탭 연결부 장치 22
3.1.3 충방전기 및 환경 챔버, PXI 23
3.1.4 열전대 26
3.1.5 열유속 센서 (Heat flux sensor) 27
3.1.6 전기 히터 31
3.2 배터리 전기적 특성 실험 32
3.2.1 입출력 신호 32
3.2.2 배터리 전기적 특성 실험 방법 33
3.2.3 배터리 전기적 특성 실험 결과 35
3.2.3.1 배터리 셀 파라미터 추출 36
3.2.3.2 배터리 셀 OCV(Open Circuit Voltage) 추출 39
3.3 배터리 셀 발열량 측정 실험 40
3.3.1 배터리 셀 발열량 측정 방법 40
3.3.2 배터리 셀 발열량 측정 검증 44
3.3.2.1 전기 히터 발열량 측정 준비 44
3.3.2.2 전기 히터 발열량 측정 결과 50
3.3.3 배터리 셀 발열량 측정 55
3.3.3.1 배터리 셀 발열량 측정 준비 55
3.3.3.2 배터리 셀 발열량 측정 case 60
3.3.3.3 배터리 셀 발열량 측정 (정전류 충방전) 62
3.3.3.4 배터리 셀 발열량 측정 (SOC 10% Step) 76
3.3.3.5 배터리 셀 발열량 측정 (전류 파형별) 79
제 4 장 배터리 팩 열관리 시스템 모델 82
4.1 배터리 팩 열관리 시스템(BTMS) 모델 83
4.1.1 BTMS 모델링 방법 84
4.1.2 BTMS 모델 검증 90
4.2 BTMS Parametric study 92
4.2.1 BTMS Parametric study (열 발생률) 95
4.2.2 BTMS Parametric study (냉각수 유량) 96
4.2.3 BTMS Parametric study (냉각수 입구 온도) 99
4.2.4 BTMS Parametric study (외기 온도) 101
4.2.5 BTMS Parametric study (냉각핀 두께) 102
4.2.6 BTMS Parametric study (냉각핀 재질) 104
제 5 장 전기자동차 통합 열관리 시스템 모델 106
5.1 전기자동차 파워트레인 모델 108
5.1.1 모터 (Motor) 109
5.1.2 배터리 (Battery) 111
5.2 통합 열관리 시스템 모델 113
5.2.1 냉매 루프 & 냉각수 루프 115
5.2.2 냉배 루프 (Refrigerant loop) 116
5.2.2.1 압축기 (Compressor) 116
5.2.2.2 팽창 밸브 (Expansion valve) 118
5.2.2.3 증발기, 응축기 (Evaporator, Condenser) 118
5.2.3 냉각수 루프 (Coolant loop) 120
5.2.3.1 냉각수 펌프, 냉각팬 (Coolant pump, Cooling fan) 120
5.2.2.2 배터리 칠러 (Battery Chiller) 121
5.3 차량 주행 사이클에서의 배터리 팩 냉각 특성 122
5.3.1 Highway Fuel Economy Test Cycle (HWFET) 122
5.3.2 외기 온도에 따른 냉각 특성 125
5.3.3 제어 기준 변경에 따른 냉각 특성 (국부적 최저 온도 제어) 128
5.4 배터리 셀 온도/온도 편차 메커니즘 131
제 6 장 결론 132
참고문헌 134
영문 요약(Abstract) 142