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[신한대학교] 맞춤형 충전 전력을 공급하고 모니터링 가능한 배터리 충전 장치

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 전자~전기 개발상태 4 9

배터리 충전 장치

보유기관 및 연구자 : 신한대학교 / 장항성 교수

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발 배경: ▶ 최근 자동차 기술은 차량의 연비향상과 대체에너지 개발에 집중되면서, 전기자동차가 각광받고 있으며, 다양한 자동차제조기업에서 다양한 배터리를 적용한 자동차를 출시함

▶ 차종에 따라 충전 방법이나 요구하는 환경이 달라, 전기 충전소에서 각 전기자동차 배터리 충전에 필요한 커넥터를 사용해야하는 불편 존재

기술개요 및 대표도면: ▶ 본 기술은 배터리의 종류 및 상태에 따른 맞춤형 충전 전력을 공급하고, 배터리 상태를 모니터링 하여 성능 및 수명을 예측할 수 있는 배터리 충전 장치에 관한 것임

- 배터리의 온도나 각 셀 당 전압 및 전류를 실시간 감지하여 최적의 상태로 충전

[배터리 충전 장치 제어부 세부 개념도]

시장동향: ▶ 국내 전기자동차 충전소 보급은 2017년 급진적으로 증가하여 2017년 기준 5,612기가 설립되었으며, 2018년도 상반기까지 총 5,886기 충전 시설 보급

▶ 세계 ESS(Energy Storage System) 시장규모는 2017년 24.2달러에서 2015년 198.9억 달러로 성장할 것으로 예상

[세계 ESS 시장규모]

기술구현: ▶ 배터리 상태 모니터링 및 배터리 온도, 셀 당 전압/전류 감지 가능한 배터리 충전 장치
- 배터리 충전에 필요한 전력을 생성하도록 SCR 위상제어방식(PWM: Pulse Width Modulation)을 사용

특장점

기존기술 한계: ▶ 많은 종류의 배터리가 사용되며 같은 종류의 리튬 배터리여도 제작사와 적용시스템에 따라 충전하는 방법이 조금씩 차이나 1 배터리 1전용 충전기 필요(현재 커넥터 사용)

▶ 기존 고속 충전의 경우 발열과 과부하로 배터리 성능저하 및 수명 단축

개발기술 특성: ▶ 배터리 온도나 각 셀당 전압, 전류를 실시간 감지하여 최적의 상태로 충전하며, 배터리 상태를 모니터링 하여 배터리 성능 및 수명 예측

- 배터리의 상태를 실시간 감지하여 최적의 상태로 충전함으로써, 배터리 수명 연장, 에너지 절감 등 비용 절감 가능