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초록·키워드
최근, 정부의 재생에너지 3020 및 탄소중립 정책에 따라 ESS(energy storage system), 전기자동차, 데이터센터 등 다양한 분야에서 리튬이온배터리의 보급이 확대되고 있지만, 2025년 9월 대전 국가정보자원관리원의 무정전전원장치(UPS)의 화재로 인하여, 배터리의 안전성에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이다. 리튬이온배터리의 화재는 열폭주(thermal-runaway)에 의하여 인접 셀에 열적 충격을 가하여 연쇄적으로 확산되어, 기존의 소화 방식과 다른 새로운 대응 기술이 요구된다. 따라서, 본 논문에서는 불활성기체의 산소 농도 희석, 강제 냉각 및 자유 라디칼 성장 지연 효과를 바탕으로, 오프가스 검출 단계에서부터 산소 농도를 선제적으로 제어하는 불활성기체 운용 알고리즘을 제안한다. 또한, 감시제어부, 소화약제부, 주변장치부로 구성된 열폭주 확산 방지 시험장치를 구현하고, 가스계 소화약제 분사 시험과 불활성기체 운용 시험을 셀 및 모듈 단위로 수행한다. 상기에서 제시한 운용 알고리즘을 바탕으로 리튬이온배터리의 열폭주 확산 방지 특성을 평가한 결과, 가스계 소화약제는 약제 소진 후 인접 셀로의 열폭주 확산을 방지하지 못하지만, 제안한 불활성기체 운용 알고리즘은 셀 및 모듈 단위 시험 모두에서 인접 셀로의 열폭주가 확산되지 않아, 본 논문에서 제안한 운용 알고리즘의 유효성을 알 수 있다.
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