전기차] 배터리 안전성 평가, Abuse test (Mechanical, Thermal, Electrical)

 

- 전기차 배터리 안전성 검사, abuse test

- 배터리의 기계적 안전성 검사, mechanical abuse test

- 배터리의 열적 안전성 검사, thermal abuse test

- 배터리의 전기적 안전성 검사, electrical abuse test

 

전기차 배터리 안전성 검사, abuse test

 

 

Abuse test (Mechanical, Thermal, Electrical)

진동 충격 혹한기 혹서기, 가혹한 상태에 놓여있음 ~ 안전성 평가 필요 (기계적, 열적, 전기적)

 

 

삼성 SDI

 

 

배터리의 기계적 안전성 검사, mechanical abuse test

 

 

Mechanical abuse test: 기계적 위험상황을 시험평가/shock/drop/penetration/roll-over/immersion

 

 

• 충격시험: 지속시간과 가속도 변화를 나타내는 half sin파로 정의 ~ 얼마나 빠른시간/강한강도로 충돌했는지? 정의 ~ 전지의 변형, 온도, 전지의 전압과 저항, 누출가스, 액체분석, 고체분석 등 확인 ~ 안전기준: no leakage, venting(가스누설), explosion, fire
• 관통시험(penetration): 셀을 3mm직경의 침으로 수직방향으로 8cm/s의 속도로 완전히 관통시키고 1시간 이상 관찰/모듈은 20mm직경의 침으로 ~ 화재/폭발/전지전압유지/가스누출 확인 ~ 안전기준: no explosion, fire
• 침수시험(immersion): 소금물(바닷물과 같은) 25도 2시간동안 담가 ~ 전지온도/위험물질농도/전지의전압과 저항 확인 ~ 안전기준: no 폭발, 화재
• 압착시험(crush): x,y,z축으로 한번씩 압축, 초기두께85%까지 압축 5분 유지 -> 50%까지 압축 ~ 전지온도/위험물질농도/전지의 전압과 저항 확인 ~ 안전기준: 폭발, 화재x

 

 

배터리의 열적 안전성 검사, thermal abuse test

 

 

Thermal abuse test: 열적인 위험상황을 시험평가/radiant/overheat/thermal shock cycling/storage

 

 

• 열충격시험(thermal shock): 전지를 SOC80% 이상에서 10분간 고온(>800도)에 노출 ~ 전지온도/위험물질농도/전지의 전압과 저항 확인 ~ 안전기준: 폭발, 화재x
• 열안정성시험: 만충전 전지 -> 단열챔버 -> 상온에서부터 5도씩 상승, 각 온도에서 30분이상 유지, self-heating이 발견되면 전지온도에 맞춰 유지 -> 추가적인 self-heating/전지온도200도이상/위험한 상황이 발생할 때까지 반복 -> 정확한 thermal runaway limit(폭발하는지)을 결정하기 위한 시험 ~ 전지온도/위험물질농도/전지의 전압과 저항 확인 ~ 안전기준: no leakage/venting/explosion/fire
• 열충격사이클시험: SOC50%의 전지를 80도와 -40도 사이를 반복, 각 온도구간에 도달하는 시간은 15분 이내, 각 구간에서 셀은 1시간이상 모듈은 6시간이상 유지 -> c/3으로 3번 충방전하여 용량 확인 ~ 전지온도/위험물질농도/전지의 전압과 저항 확인 ~ 안전기준: no leakage/venting/explosion/fire
• 고온저장시험: 설정된 SOC의 전지를 2개월간 고온챔버에 저장 -> 1주일마다 전지를 꺼내 c/3로 2번 충방전하여 SOC를 시험조건에 맞춘 후 다시 챔버에 저장 ~ 전지온도/위험물질농도/venting여부/전지의 전압과 저항 확인 ~ 안전기준: no leakage/venting/explosion/fire

 

 

배터리의 전기적 안전성 검사, electrical abuse test

 

 

 

Electrical abuse test: 전기적 위험상황을 시험평가/short circuit/overcharge/overdischarge/extreme cold

 

• 내전압 시험: 제품의 절연 상태가 고전압 하에서 안전함을 확인하는 시험/제품의 고전압 부품과 제품 외곽의 금속 부분(전류가 흐르면 안되는 부분)에 고전압을 인가하여 전류값을 측정
• 절연저항 시험: 고전압 상황에서 제품(부품)의 절연상태 여부를 확인하는 테스트방법/제품의 고전압 부분과 제품 외곽의 금속 부분에 고전압을 인가하여 저항값을 측정
• 충돌시험: 국토부의 전기차 안전관련 법규/충돌시험 조건/충돌시험 후 안전 확인

 

 

 

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