표제지
목차
제1장 서론 9
1.1. 연구 배경 9
제2장 국외 전기자동차 열화도 평가 동향 17
2.1. 미국 전기자동차 열화도 평가 동향 18
2.2. 유럽 전기자동차 열화도 평가 동향 23
2.3. 중국 전기자동차 열화도 평가 동향 28
제3장 전기자동차 열화도 평가 모델 개발 29
3.1. 전기자동차 배터리 열화 특성 분석 29
3.2. 배터리 열화도에 따른 노후화 전기자동차 모델 개발 38
3.3. 시험 차량의 시뮬레이션 모델 개발 및 검증 44
3.4. 배터리 열화도에 따른 1회 충전 주행거리 시뮬레이션 평가 48
제4장 전기자동차 배터리 오사용에 따른 환경성 평가 57
4.1. 전기자동차 배터리 오사용에 따른 환경성 평가 동향 분석 57
4.2. 전기자동차 배터리 오사용에 따른 열폭주 실험 및 특성 분석 62
제5장 결론 65
제6장 참고문헌 66
표 1. 자동차 생산 주요 국가별 내연기관 판매금지 정책 9
표 2. 각국 전기자동차 배터리 보증 거리, 기간 및 용량 13
표 3-표 6. EU에서 제시한 배터리 열화도 평가 절차 전문中 14
표 7. 전기자동차용 배터리 성능 및 안정성 평가에 관한 SAE표준 16
표 8. 국가 별 전기자동차 1회 충전주행거리 평가 방식 및 배터리 열화도 평가 방식 18
표 9. CARB 사용 중 확인 보고서 포함 항목 27
표 10. 전기자동차 내부데이터 취득 항목 32
표 11. 시뮬레이션 주요 입력데이터 45
표 12. 열화율에 따른 배터리 용량 변화 52
표 13. 열화정도에 따른 온도별 복합주행거리 및 주행거리 변화율(용량변화) 53
표 14. 25℃와 40℃에서의 cycle별 내부저항 열화율 54
표 15. 열화정도에 따른 온도별 복합주행거리 및 주행거리 변화율(내부저항변화) 54
표 16. 온도별 용량 및 내부저항 변화에 따른 주행거리 및 주행거리 변화율 56
표 17. 전기자동차 종류에 따른 배터리 타입, 용량, 개수 예시 58
표 18. 배터리 열폭주 가스 발생 매커니즘 60
그림 1. 국내 2030년 자동차 동력원 전망 10
그림 2. 제4차 친환경자동차 기본계획 주요내용 10
그림 3. 내연기관 차량 및 전기자동차 인증 절차 비교 11
그림 4. 전기자동차 차종별 사용기간에 따른 배터리 성능 감소 특성 12
그림 5. MCT 모드 구성 19
그림 6. 전기자동차 배터리 SOC 및 SOH 표시 예시 21
그림 7. CARB 전기자동차 사용 중 확인 보고서 제출 절차 22
그림 8. CCP 시험 절차 23
그림 9. STP(단축 WLTC 사이클)시험 사이클 구성 24
그림 10. UNECE 배터리 내구도 Minimum Performance Requirements Matrix 예시 26
그림 11. 중국 배터리 표준 주기 수명시험 방전 프로파일 및 사이클링 절차 28
그림 12. 민간기업 Electrek社 조사 결과(배터리 사용량에 따른 배터리 잔여용량 추이) 29
그림 13. 전기자동차 데이터 수집 장치 31
그림 14. 상용 차량용 진단기 31
그림 15. 전기자동차 UDS내부 데이터 취득 절차 31
그림 16. 실제도로 주행 속도 및 배터리 SOC 프로파일 33
그림 17. 전기자동차 실시간 출력 및 배터리 전류 33
그림 18. 전기자동차 비출력 vs 방전률 상관성 분석 결과 34
그림 19. 도심 주행 속도 프로파일 및 방전률 분포 35
그림 20. 고속 주행 속도 프로파일 및 방전률 분포 35
그림 21. 실제도로 주행 배터리 충방전률 분포 36
그림 22. UDDS모드 주행 배터리 충방전률 분포 36
그림 23. HWFET모드 주행 배터리 충방전률 분포 36
그림 24. WLTC모드 주행 배터리 충방전률 분포 36
그림 25. UDDS모드 반복주행에 따른 속도 프로파일 및 배터리 전류 프로파일 36
그림 26. 주행 모드별 첫 번째 및 마지막 사이클 최대 방전률 추이 37
그림 27. 노후화 전기자동차 1회 충전주행거리 예측 모델 개발 절차 38
그림 28. AVL社 CRUISE 프로그램 GUI 39
그림 29. 차량 타이어에 작용하는 수직힘 계산에 반영되는 주요 치수 40
그림 30. 모터모듈 기입을 위한 RPM/Torque특성 및 모터 효율맵 예시 41
그림 31. 배터리 모듈 기입정보 항목 및 SOC-OCV 특성 예시 41
그림 32. CAN UDS 데이터 신뢰성 43
그림 33. 아이오닉 EV 차량의 배터리 무부하 전압 선도 45
그림 34. 아이오닉 EV 차량의 모터 최대토크 선도 45
그림 35. 실도로 주행 시험 속도 프로파일 46
그림 36. 모터 속도 비교 (simulation vs. Experiment) 46
그림 37. 배터리 SOC 비교 46
그림 38. UDDS 및 HWFET 주행모드 47
그림 39. 배터리 전압 비교 47
그림 40. 리튬이온배터리 열화 매커니즘 48
그림 41. 배터리 열화에 따른 작동온도별 용량 변화 50
그림 42. 배터리 열화에 따른 작동온도별 내부저항 변화 51
그림 43. 아이오닉 EV 차량의 작동온도별 내부저항 52
그림 44. 열화정도에 따른 온도별 복합주행거리(용량변화) 53
그림 45. 열화정도에 따른 온도별 복합주행거리(내부저항변화) 55
그림 46. 25℃에서 노후화에 따른 1회충전 주행거리 56
그림 47. 40℃에서 노후화에 따른 1회충전 주행거리 56
그림 48. 하이브리드 전기자동차 배터리 셀의 열폭주 온도 특성 예시 57
그림 49. 배터리 가시화 챔버 및 가시화 실험 예시 59
그림 50. 배터리 열폭주 실험 장치 구성도 60
그림 51. UN GTR EVS회의 중 배터리 가스 안전성에 관한 언급 62
그림 52. 배터리 열폭주 온도 프로파일 63
그림 53. 배터리 열폭주 시작 온도 63
그림 54. 대기환경 실험조건 배터리 충전량에 따른 온도특성 63
그림 55. 질소환경 실험조건 배터리 충전량에 따른 온도 특성 64
그림 56. 대기환경 및 질소 실험조건 배터리 충전량에 따른 최대 온도 특성 64
그림 57. 챔버 압력 안정화 절차 예시 64
그림 58. 배터리 충전량에 따른 챔버 압력 64