전기자동차용 축전지의 발열량 측정을 위한 열용량계 개발

Development of the Calorimeter to Measure Heat Rate Generated from Battery for EV & HEV

EV & HEV의 성능은 다수의 축전지로 구성된 축전지팩의 성능에 좌우된다. 축전지의 열적 특성도 이러한 축전지팩의 성능을 좌우하는 많은 인자중의 하나이다. 특히 축전지의 열적 특성은 차량의 주행성능 및 축전지의 수명주기에 큰 영향을 주기 때문에, 축전지에서 발생되어 나오는 열량은 차량의 주행 모드를 모사한 다양한 조건하에서 가능한 정확히 측정되어야 한다. 또한 EV & HEV용 축전지팩의 열관리 시스템을 설계하기 위해서는 축전지팩내의 축전지에 대한 정확한 열특성 데이터를 필요로 하고 있다. 그러나 기존의 열량계로서는 EV용 축전지를 수용하여 열측정 시험을 하기엔 공동(Cavity)크기가 너무 작다. 이에 EV용 축전지의 열적 특성을 시험하기 위한 열량계를 공동(Cavity)의 크기 $120mm\times75mm\times200mm$로 개발하였다. 열량계의 보정은 0-200 W의 Heat Rate를 발생시킬 수 있는 가상셀(Dummy Cell)을 주문 제작하여 행하였다. 실제 입력 열량에 대한 측정열량의 오차범위는 $2\%$ 이내였고, 측정에 따른 전위 안정성도 2.5 mV 이내였다.

The performance of the Electric Vehicle and Hybrid Electric Vehicle depends on that of the battery pack composed of series connected batteries. And thermal property is one of the main factors which decide the performance of the battery pack. So heat generation rate from the battery under the various driving mode must be measured as precise as possible because thermal characteristics of the battery affect the driving performance and battery pack's life cycle. Besides, to design and develop the battery thermal management system for the EV and HEV, the measurements of the thermal properties of the batteries are needed. However, the established calorimeter is not adequate to test an EV's battery because its cavity is too small to accommodate the EV's battery. Therefore we developed the calorimeter to test the thermal property of the EV's battery. Its cavity size is 120mm long, 75mm wide and 200mm high. The calorimeter is calibrated by the dummy cell which generates the heat rate from zero to 200W. The measuring accuracy of the calorimeter is within $2\%$ and its voltage stability is 2.5mV in the constant temperature bath.