논문 상세보기

배터리 성능 예측을 위한 EIS 기반 멀티피직스 전산해석 모델 개발 KCI 등재

EIS-based Multiphysics Computational Model for Predicting Battery Performance

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/443612
구독 기관 인증 시 무료 이용이 가능합니다. 4,000원
한국전산구조공학회 논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)
한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
초록

환경 문제가 대두되면서 전기자동차에 대한 수요가 증가하게 되고, 이에 따라 폐배터리 처리 기술이 각광받고 있다. 폐배터리를 재 활용하는 대신 재사용하기 위해서는 배터리 성능 검증 기술의 중요성도 커지고 있다. 배터리 성능 검증 기술은 시간을 단축하는 동시 에 정확도를 높이는 데 집중해야 한다. 본 논문에서는 배터리 전기화학 분광법을 활용해 배터리 방전 전압 그래프를 얻고 배터리 성능 을 예측하는 다중물리 분석을 활용하고자 한다. 본 논문에서는 임피던스 매칭 기법을 활용해 배터리 방전 특성을 제어하고 이를 통해 방전 그래프를 얻는 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 배터리를 실제로 완전 충전 및 방전하지 않고 단시간 동안 임피던스만 측 정해 전압 곡선 데이터를 추출한다. 이를 검증하기 위해 실제 데이터와 분석 데이터의 매칭을 수행했다. 이러한 접근 방식은 배터리 성능을 예측하고 최적화하는 데 적용될 수 있으며, 향후 에너지 저장 시스템의 설계 및 운영 최적화에 기여할 것으로 기대된다.

As environmental problems continue, the demand for electric vehicles is increasing. Thus, waste battery processing technology has attracted interest. The importance of battery-performance verification technology is also increasing to achieve the reuse of batteries rather than recycling them. For this technology, we focus on reducing the time and increasing the accuracy simultaneously. We aim to obtain a battery discharge voltage graph and predict the performance of the battery by utilizing battery electrochemical spectroscopy through multiphysics analysis. In this paper, we propose a technique to control the battery discharge characteristics by utilizing impedance matching and obtain a discharge graph. In the proposed technique, voltage curve datum are extracted by measuring only the impedance for a short time without actually fully charging and discharging the battery. To verify this, we matched of actual and analysis data and performed additional verification. This approach can be applied to predicting and optimizing battery performance, and we expect it to contribute to the design and operation optimization of energy storage systems in the future.

목차
Abstract
1. 서 론
2. 배터리 전류적산법
3. 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)
4. 제안된 기법
    4.1. 배터리 실험 데이터 취득
    4.2. 배터리 전기 화학 모델링
    4.3. EIS을 활용한 배터리 전압 특성 예측을 위한 파라미터최적화
    4.4. 파라미터 데이터 기반 배터리 성능 예측 기법의 타당성 검증
5. 결 론
감사의 글
References
요 지
저자
  • 변정은(충남대학교 기계공학부 석사과정) | Jungeun Byun (Graduate Student, School of Mechanical Engineering, Chungnam National University, Daejeon, 34134, Korea)
  • 오주애(충남대학교 기계공학부 석사과정) | Juae Oh (Graduate Student, School of Mechanical Engineering, Chungnam National University, Daejeon, 34134, Korea)
  • 장성민(충남대학교 기계공학부 조교수) | Seongmin Chang (Assistant Professor, School of Mechanical Engineering, Chungnam National University, Daejeon, 34134, Korea) Corresponding author