하이브리드 자동차의 배터리관리시스템 대한 연구

소개글

요약

이번 연구에서는 현재 남아있는 석유자원의 고갈로 인한 대체 연료 자동차의 필요성과 현재 개발되어 있는 하이브리드 자동차에서의 전지인 리튬이온전지에 대해 연구해보고 국내외 하이브리드 자동차용 리튬전지의 개발 동향에 대해 연구하는 것에 목적을 두었다. 하이브리드 자동차는 ‘05년에 32만대가 판매되었으며, 2010년에는 200만대 이상의 시장규모로 성장할 전망이다. 리튬이온전지는 출력, 에너지, 저온성능 등 많은 면에서 Ni-MH에 비해 경쟁우위에 있다. 이와 같은 이유로 많은 전지회사들이 Ni-MH전지로부터 리튬이온전지 개발로 전환하고 있다. 하이브리드 자동차용 리튬이온 전지의 가격은 현재 Ni-MH에 비해 높으나 하이브리드 자동차에 채용이 확대되는 ’12년에는 동등 수준, ‘13년 이후에는 Ni-MH에 비해 오히려 낮은 가격을 형성할 전망이다.
리튬이온전지가 고출력, 고에너지의 성능을 가지는 만큼 전지에 대한 관리 시스템이 구축되지 않는 다면 현대사회의 교통수단의 대부분을 차지하는 자동차의 안전성과 신뢰성이 보장되지 않을 것이다. 따라서 전지의 개발과 더불어 배터리관리시스템의 중요성을 인식하고, 배터리관리시스템 대해 연구하고 현재의 배터리관리시스템의 특징과 제어장치에 대해 분석하여 배터리관리시스템 도입 시 기대되는 효과와 현재의 문제점을 보완한 차세대 배터리관리시스템을 구축하려 한다.

목차

요약 v

제 1 장 서 론 1

제 2 장 하이브리드 자동차(HEV) 2
2.1 배경 2
2.1.1 하이브리드 자동차(HEV)의 현재 개발현황 3
2.1.2 하이브리드 자동차(HEV)의 전망 3
2.2 하이브리드 자동차용 전지 5
2.2.1 하이브리드 자동차의 구동 시스템 5
2.2.2 하이브리드 자동차용 전지의 요건 7
2.2.3 리튬이온전지의 원리 7
2.3 하이브리드 자동차에서의 리튬이온전지의 경쟁력 9
2.3.1 성능 9
2.3.2 리튬이온전지의 가격 경쟁력 10
2.3.3 리튬이온전지 적용 전망 11
2.3.4 하이브리드 자동차 전지 시장 전망 12
2.4 국내외 하이브리드 자동차용 리튬전지 개발 동향 13
2.4.1 국외 하이브리드용 리튬전지 13
2.4.2 국내 하이브리드용 리튬전지 14

제 3 장 배터리관리시스템 16
3.1 배터리관리시스템의 정의 16
3.2 BMS(Battary Management System)의 주요 구성 17
3.3 배터리관리시스템 관리 전략 19
3.3.1 제어 전략 목표 19
3.3.2 충전 상태 관리 20
3.3.3 충전 상태 예측 20
3.3.4 가용한 충방전 파워 제한 20
3.3.5 배터리 냉각 21
3.4 배터리관리시스템의 개발 21
3.4.1 Battery Monitoring Control 21
3.4.2 BMS Communication 25
3.4.3 Cooling FAN Control 26
3.4.4 BMS I/O Control
3.4.5 Battery의 SOC 알고리즘 27
3.4.6 Battery 과전압 보호 제어 28

제 4 장 결론 29

參考文獻 31

본문내용

2.1 배경
현재 기술적으로 타당성이 검토되고 있는 친환경 자동차의 종류는 수소에너지를 직접 사용하는 수소 엔진 자동차, 수소와 산소의 전기화학 반응을 이용하여 전기를 생산하는 수소 연료전지차, 기존의 내연기관 이차전지를 혼합 탑재한 하이브리드 자동차(HEV:Hybrid Electric Vehicle) 및 초연비 디젤 자동차 등등이 있으며 그 중 상업적으로 기술적으로 타당성이 증명된 것은 하이브리드 자동차이다. 특히 최근에는 소형 내연기관에 이차전지를 주 동력원으로 사용하는 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)를 미국과 일본 등의 선진국이 경쟁적으로 개발하고 있다.
일반적으로 자동차는 높은 출력이 필요한 급가속이나 언덕 주행 그리고 출발 시 그 연비가 매우 낮으며 이 과정에서 많은 배출가스가 유발 된다. 하이브리드 자동차의 원리는 과도한 연료 소모 및 배출가스가 많이 생성되는 급가속, 언덕주행 그리고 출발 시 주행 부분을 전지에 저장된 전기에너지를 이용하여 필요한 동력 성능에 맞춰 효율적으로 사용하여 연비 증가 및 배출가스의 감소를 구현할 수 있으며 연비향상 및 배출가스 감소라는 두 가지 목표를 달성하게 된다.
하이브리드 자동차 개발에 가장 앞선 나라는 일본이다. 그 중에서도 도요타는 1997년 세계 최초의 양산 하이브리드 자동차인 ‘PRIUS’를 선보였다. 도요타의 2001 ‘PRIUS` 모델은 미국에서 판매가 개시된 이후 가장 인기있는 하이브리드 자동차 모델이 되었다. 또한 환경보호 측면에서 세계 최고 수준으로, 우수한 연비(일본모드 35.5[km/l], 미국모드 25.5[km/l])와 저공해 배기가스를 자랑한다. 이러한 하이브리드 자동차의 성공적 시장 진입은 다른 메이저 자동차 업체들도 하이브리드 자동차 기술 개발에 집중 하게 되는 계기가 되었으며 자동차 시장에서 하이브리드 자동차가 차지하고 있는 비율은 매년 급속히 상승하고 있다. 급속도로 증가하는 하이브리드 자동차에 대한 수요는 향후 자동차 시장의 큰 부분을 차지 할 것으로 예상되며 많은 선진국들이 하이브리드 자동차와 플러그인 하이브리드 자동차 핵심기술을 선점하기 위하여 많은 연구를 진행시키고 있다

참고 자료

없음