배터리 열·리스크 통합 관리… 안전과 성능 모두 잡는다
배터리 열·리스크 통합 관리… 안전과 성능 모두 잡는다
  • 김하늬 기자
  • 승인 2023.04.21 10:33
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[공학저널 김하늬 기자] 최근 온실가스 감축이 전 세계적인 관심사로 대두되면서, 전기자동차뿐만 아니라 배터리를 활용한 에너지저장장치(ESS)가 다양한 분야에 활용되고 있다.

하지만, 리튬이온 배터리 보급이 증가함에 따라 배터리 화재도 증가하고 있어 ESS의 성능·안전을 보장하기 위해서는 배터리 열관리 및 리스크(화재, 열폭주 등) 관리 기술이 핵심기술로 부각되고 있다.

배터리의 성능·수명 향상을 위해서는 배터리 열관리가 필요하고, 안전을 위해서는 열폭주 방지, 소화 시스템 관련 리스크 관리 기술이 필요하다는 것이 전문가들의 의견이다.

보통의 경우 이 두 기술을 별도로 개발하지만, 한국에너지기술연구원 EMS연구실에서는 배터리 열관리 및 리스크를 동시에 통합해 관리할 수 있는 기술을 개발하고 있다.

EMS연구실에서는 올해 배터리 열 및 리스크 통합관리 기술이 적용된 ESS 또는 초소형자동차의 시제품을 제작하고, 실제 성능평가를 진행할 예정이다.

또한 천연가스 엔진발전기와 ESS를 결합한 하이브리드발전기도 개발하고 있으며, 이를 활용해 재난현장, 전기자동차 긴급충전 등에 활용할 수 있는 기술을 개발할 계획이다.

특히 하이브리드발전기의 경우 부하변동에 따라 엔진발전기와 ESS를 최적으로 제어하는 것이 중요하다. 부하가 작을 때는 ESS로만 작동하거나, 엔진발전기가 가동되는 경우 남는 발전량을 ESS로 저장하게 된다. 또한 부하가 갑자기 증가한 경우에 엔진발전기는 최대 효율 조건으로 작동하고 ESS에서 부하변동에 대응하면 효율·배출가스를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

EMS연구실에서는 개발된 기술의 사업화를 위해 기업들과도 긴밀한 협력 체계를 구축하고 있으며, 공동연구도 활발하게 진행하고 있다.

㈜에스엠케이와는 전기이륜차 교환형 충전스테이션을 공동개발하고 있으며, IT기술과 플랫폼 기술을 융합해 사용자가 활용 가능한 충전스테이션을 검색하고, 손쉽고 빠르게 배터리만 교환해 전기이륜차를 계속 사용할 수 있도록 했다. 현재 전기이륜차 교환형 충전스테이션의 사업화가 진행되고 있다.

이와 함께 에너지기술연구원은 지난 2016년 기술출자로 연구소기업인 ㈜이트라이언을 설립했으며, 지속적인 기술개발 지원·협력을 통해 안전하고 성능이 우수한 ESS 제품을 개발해 사업화를 진행하고 있다.

EMS연구실 김강출 책임연구원(사진)은 “향후 기후변화에 대응하고, 온실가스를 줄이기 위해 리튬이온 배터리 필요성은 더욱 높아지고 보급은 크게 증가할 것으로 예상되고 있다”며 “따라서 배터리 화재로 인한 사고를 예방하고, 효율을 향상시킬 수 있는 열 및 리스크 통합 관리시스템의 중요성은 더욱 커질 것”이라고 전했다.


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