정부의 녹색성장 및 탄소중립 정책에 따라, 대용량 ESS(energy storage system)의 보급이 급속히 확산되고 있지만, 2017년 8월부터 시작된 ESS의 화재사고로 인하여 관련 업계가 큰 타격을 받고 있다. 이를 방지하기 위해, 충전율 제한 등 정부의 권고 사항이 적용되고 리튬이온전지 제조사들은 추가적인 보호장치를 설치하여 화재를 예방하는 방안을 제시하고 있지만, 여전히 지속적으로 화재가 발생하고 있는 실정이다. ESS의 화재는 리튬이온전지의 열폭주로 인해 화재 규모가 커지며, 기존의 소화 설비로는 화재를 소화·진압할 수 없어 리튬이온전지의 열폭주를 사전에 방지하는 연구가 요구되고 있다.
따라서, 본 논문에서는 리튬이온전지의 오프가스 및 열폭주 메커니즘을 분석하고, 열폭주를 사전에 방지할 수 있는 리튬이온전지 오프가스 검출 알고리즘을 제안하며, 이를 바탕으로 리튬이온전지용 오프가스 검출장치를 구현한다. 또한, 오프가스 검출장치의 특성을 분석하는 시험장치를 바탕으로 ESS용 리튬이온전지의 열폭주 특성을 비롯하여, 오프가스 검출센서 설치위치, 오프가스 검출장치 특성과 오프가스 오동작 방지특성을 분석한 결과, 효과적으로 리튬이온전지의 오프가스를 검출하고, 유사 오프가스로 인한 오동작을 방지할 수 있어, 본 논문에서 제안한 리튬이온전지 열폭주 방지용 오프가스 검출장치 및 알고리즘의 유효성을 알 수 있었다.