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사용 후 차량용 배터리의 셀-모듈 통합 평가 구조 설계 및 실증

Design and Experimental Validation of a Cell-Module Integrated Evaluation Framework for Retired Vehicle Batteries

초록/요약

본 논문에서는 사용 후 차량용 리튬 이온 배터리를 대상으로 셀 시계열 데이터와 모듈 기능 평가 데이터를 통합하여 해석하기 위한 다계층 평가 구조를 설계하고, 이를 기반으로 통합 평가 객체를 정의한다. 기존 재사용 배터리 평가는 모듈 기반 지표 에 의존하여 셀 간 열화 분산을 반영하지 못하며, 셀 데이터와 모듈 평가 결과가 분리되어 통합 해석이 어려운 문제가 존재한다. 이를 해결하기 위해 셀 시계열 데이터 계층과 모듈 평가 데이터 계층을 정의하고, 평가 세션을 기준으로 두 계층을 연결하는 구조를 설계한다. 또한 정적 평가 결과와 시계열 기반 동적 특성을 하나의 단위로 표현하기 위해 통합 평가 객체의 구성 방법을 제시한다. 제안한 구조를 실제 평가 시스템에 적용하여 셀 시계열 데이터와 모듈 평가 데이터를 생성하고, 평가 세션 기준으로 데이터를 정렬함으로써 두 데이터 계층 간의 연결 가능성을 확인한다. 이를 통해 제안한 구조가 셀 분산 특성과 모듈 성능 지표를 동일 기준에서 해석하기 위한 기반으로 활용될 수 있음을 보인다.

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목차

제 1 장 서론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 기술적 배경 4
1.3 연구의 목적 7
제 2 장 사용 후 차량용 리튬 이온 배터리 평가의 기술적·구조적 한계 8
2.1 사용 후 배터리의 열화 특성과 재사용 환경 8
2.2 셀-모듈-팩 계층 구조와 열화 분산 문제 13
2.3 단일 지표 기반 상태 표현 및 모듈 단위 평가 접근의 구조적 범위 16
2.4 재사용 평가 인프라 요구사항 도출 19
제 3 장 다계층 배터리 평가 인프라 구조 설계 22
3.1 다계층 평가 구조 필요성 22
3.2 모듈 평가 계층 설계 24
3.3 셀 시계열 데이터 계층 설계 31
3.4 통합 평가 계층 설계 40
제 4 장 구조 적용 및 데이터 검증 45
4.1 셀 시계열 데이터 및 모듈 평가 데이터 생성 45
4.2 평가 세션 기반 데이터 정렬 57
4.3 통합 평가 객체 구성 60
4.4 구조 적용 결과 및 논의 62
제 5 장 결론 74
참고 문헌 75
Abstract 82

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