[위즈뉴스] 동아대학교(총장 이해우)는 11일, 기계공학과 이무연 교수가 이끄는 국제공동연구팀(BTMS, Battery Thermal Management System)이 리튬 이온 배터리 수명 연장과 효율을 향상시킬 수 있는 획기적인 배터리 열관리 시스템 최적화 기법을 제안했다고 밝혔다.
국제공동연구팀에는 이무연 교수와 서재형 박사, Mahesh Suresh Patil 박사과정 수료생, 워털루 대학교(University of Waterloo) Satyam Panchal 교수 등이 참여했다.
이번 연구성과를 담은 논문은 원자력과학기술 분야의 SCI급 국제학술지‘International Journal of Energy Research(IF=3.741)' 9월 15일자 온라인판에 게재됐다.
논문명은 ‘리튬 이온 파우치 셀용 이중 냉각판 적용 액체 냉각에 영향을 미치는 인자의 민감도 해석에 관한 수치 해석적 연구(Numerical study on sensitivity analysis of factors influencing liquid cooling with double cold-plate for lithium-ion pouch cell)’이며, 이무연 교수가 교신저자로, Mahesh Suresh Patil 박사과정 수료생이 주저자로 참여했다.
특히, 이번 논문은 이 교수 연구팀이 Satyam Panchal 교수와 지난 2018년 BTMS 연구B팀을 창립한 이후 4번째 발표한 SCI급 결과물로 두 대학의 공동연구 기반에서 도출된 연구 성과라는 측면에서 큰 의미를 갖고 있다.
리튬 이온 배터리는 ESS(Energy Storage System), 전기구동 자동차 전력원 등 4차 산업혁명 시대에서 다양한 산업 분야에 적용되고 있으며, 일반적으로 배터리 열관리 시스템 구조 및 유동 설계 변수는 배터리의 열적 안정성에 상당한 영향을 미치는 핵심 인자다.
연구팀은 유전 알고리즘을 이용한 다목적 최적 설계를 통해 배터리 열관리 시스템의 냉각수 온도, 체적유량, 냉각유로 개수 및 최대 유로 폭에 대한 최소 목적 함수를 제안했으며 배터리 최적 성능을 위한 최대 온도, 최대 온도차, 평균 압력강하의 최솟값을 도출했다.
연구팀은 이 기술이 배터리 열적 조건을 최적화해 액체 냉각장치 구조 및 유동 설계변수를 산출할 수 있어 전기구동 자동차용 리튬 이온 배터리의 열적 안전성을 획기적으로 개선할 수 있다고 설명했다.
연구팀은 이번 연구성과가 리튬 이온 배터리 시스템의 신뢰성을 높이고, 전기구동 자동차 시장 경쟁력 강화에 크게 기여할 것으로 전망했다.
연구팀의 이무연 교수는 “이번 BTMS 연구팀의 리튬 이온 배터리 연구는 국내외 배터리 열관리 기술 연구력 향상을 불러오는 시너지 효과를 낼 것”이라며 “특히 친환경 재생에너지의 사용 비중을 강화할 수 있다는 측면에서 산업계에서의 활용이 더욱 가속화될 것으로 기대된다"고 말했다.
한편 이 교수 연구팀은 앞서 또 다른 국제 공동연구 파트너인 National Institute of Technology Calicut, Solar Energy Center의 Simon Jayaraj 교수와 인공지능 기법 관련 리뷰 논문인 ‘A Review on Modelling of Solar Photovoltaic Systems Using Artificial Networks, Fuzzy Logic, Genetic Algorithm and Hybrid Models’를 지난 6월에 발표해, 올 한해동안 원자력과학기술 분야 최고 권위지에 2편의 논문을 게재했다.
