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배터리팩 열폭주 방지 솔루션
배터리팩열폭주 방지 기술 (액침/함침)
액침이 가장 효과적인 기술, 가격/유지보수 등을 고려하여 함침 기술을 실용적인 솔루션으로 우선 적용 및 제품 출시
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구분 냉각수 액침 방식 냉각수(수계 페이스트) 함침 방식 단열 격벽 방식
작동원리 배터리셀을 비전도 냉각수로 액침: 냉각수 대류/전도/기화에 의한 급속 흡열/방열로 배터리셀 폭발 및 열폭주 방지 배터리셀을 비전도 수계페이스트로 함침: 전도/기화에 의한 빠른 흡열/방열로 배터리셀 폭발 억제, 열폭주 방지 배터리셀간 단열소재(발포제 등)를 설치하여 폭발된 셀의 열이 주변 셀로 전달되는 것을 지연하여 열폭주 억제
냉각능 극상 물의 높은 비열, 증발잠열로 최상의 냉각소재 상 대류열전달를 제외하면 액침과 동등 하 단열소재로 열전달 억제
셀폭발 방지 효과 극상 냉각수 증발/소실로 배터리셀 30% 이상 노출시까지 셀폭발 방지 상 셀주변 수분 증발/고갈시까지 셀폭발 억제 - 부분 열축적 심화 (일반팩 대비 열위)
열폭주 방지 효과 극상 셀폭발 억제로 열폭주 가능성 원천 차단(대류, 전도, 기화) 상 폭발된 셀의 열을 신속하게 흡수/방출하여 주변셀의 연쇄 폭발을 막음 (전도, 기화) 중 폭발된 셀의 열이 주변셀로 전이되는 것을 지연시켜 연쇄폭발의 확률을 낮춤
배터리셀 효율개선 효과 극상 가장 효과적인 냉각으로 셀 효율 개선 탁월 (배터리셀 열흡수/방출) 상 일반팩 대비 우수한 냉각으로 셀 효율 개선 (배터리셀 열흡수/방출) - 열축적, 온도상승으로 배터리 효율 감소 (일반팩 대비 열위)
수명개선 효과 극상 가장 효과적인 냉각으로 셀 수명 개선 탁월 (배터리셀 열흡수/방출) 상 일반팩 대비 우수한 냉각으로 셀 수명 개선 (배터리셀 열흡수/방출) - 열축적, 온도상승으로 배터리 수명 감소 (일반팩 대비 열위)
가격 경쟁력 하 누액 방지를 위해 치밀한 밀폐구조 필요 상 낮은 수준의 밀폐구조로 누액 방지 가능 (일반팩의 외함구조 그대로 사용 가능) 상 누액방지를 위한 별도의 밀폐구조 필요없음 (발포 형상의 고체 단열제 )
유지보수 용이성 하 증발에 의한 냉각수 손실 발생 중 증발에 의한 냉각수 손실 최소화 가능 상 열폭주 방지를 위한 추가 구조물에 대한 별도의 유지보수 사항 거의 없음
요약 열폭주 방지를 위한 성능(냉각, 폭발방지 등)이 우수 하나, 수밀구조 구축 및 유지 비용이 발생 냉각수 액침 효과(냉각, 열폭주방지 등)를 최대한 유지하면서, 수밀구조 구축이 필요없고, 유지 비용 최소화 가능 가장 경제적인 방법이지만, 배터리 효율 저하 및 수명 단축 우려됨
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구분 대조군 액침 미적용 대조군 W100 대조군 G00 실험군 K54
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시험 종료 열폭주 후 완전 연소 열폭주 미발생 열폭발 이후 열폭주 발생 열폭주 미 발생
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구분 K25K002 함침 K25N002 함침 K54N002 함침
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시험 종료 10분간 열폭발 및 열폭주 없음 1분21초 열폭발 발생 1분11초 열폭발 발생