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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김창완
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수40
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차량용 대형 리튬이온 배터리의 dimension이 증가하면서 야기되는 LIB셀의 불균일한 온도분포는 배터리의 성능과 수명을 감소시킨다. 본 연구는 3D electrochemical-thermal model을 이용하여 55Ah LFP/Graphite large-format pouch cell의 탭 타입, 탭 너비, 탭 높이 및 탭 위치가 온도분포에 미치는 영향을 실험계획법을 이용하여 통계적으로 분석하고 온도 차 최소화를 위한 최적설계를 수행하였다. 통계적 분석 결과, 모든 탭 타입에서 탭 너비 증가는 최대온도와 온도 차를 감소시켰다. 탭 높이 증가는 최대온도와 온도 차를 증가시켰다. 양극 탭이 셀의 edge에 위치할 때 최대온도와 온도 차가 상승하였다. 음극 탭 위치는 LT-type에서만 최소온도를 상승시켜 온도 차가 감소하였다. 분산분석 결과 탭 너비, 높이 및 양극 탭의 위치는 모든 타입의 셀에서 온도 차에 가장 큰 영향을 미친다. 음극 탭의 위치는 LT-type에서만 영향을 미치는 설계인자로 확인되었다. NT-, LT-, CT-type에서 최대온도와 최소온도의 차이를 최소화하기 위해 형상 설계변수인 양극 탭과 음극 탭의 너비, 부착위치와 두 탭의 높이에 따른 최적설계를 수행하였다. 최적화 결과, 온도 차는 Optimized CT-type이 Initial NT-type에 비해 79.2% 감소하였다. 전위차는 37.1% 감소하였으며 가장 균일한 온도분포를 형성하였다. 2500사이클 aging해석 결과, Optimized CT-type이 Initial NT-type에 비해 6.5% 높은 capacity retention rate를 보여주어 온도분포와 수명이 개선됨을 확인하였다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구배경 1제2절 연구동향 및 의의 2제3절 연구목적 및 과정 7제2장 55Ah LFP/graphite 대형 LIB셀의 3D 전기화학-열 연성해석 모델 9제1절 3D 전기화학-열 연성해석 모델의 구성 및 이론 9제2절 3D 전기화학-열 연성해석 모델의 검증 12제3장 LIB셀의 형상 설계인자에 따른 발열특성의 통계적 분석 14제1절 실험계획법을 위한 형상 설계인자 및 응답 정의 14제2절 ANOVA를 이용한 발열특성의 통계적 분석 17제3절 LIB셀의 형상 설계인자에 따른 온도분포 분석 결과 191. 탭 너비가 최대온도, 최소온도 및 온도 차에 미치는 영향 202. 탭 높이가 최대온도, 최소온도 및 온도 차에 미치는 영향 223. 탭 부착위치가 최대온도, 최소온도 및 온도 차에 미치는 영향 234. 형상 설계인자에 대한 발열특성의 ANOVA 결과 28제4장 LIB의 온도분포 균일화를 위한 형상 설계변수 최적화 30제1절 온도분포 균일화를 위한 최적설계 문제 정식화 30제2절 온도분포 균일화를 위한 형상 설계변수 최적화 결과 34제5장 결론 41참고문헌 42국문초록 47
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