논문 전문 : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775323001805
[출처] Haijun Ruan, Jorge Varela Barreras, Timothy Engstrom, Yu Merla, Robert Millar, Billy Wu, Lithium-ion battery lifetime extension: A review of derating methods, Journal of Power Sources, Volume 563, 2023, 232805, ISSN 0378-7753, https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2023.232805.
(PDF) Lithium-ion battery lifetime extension: A review of derating methods
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[논문 요약]
Lithium-ion battery lifetime extension : A review of derating methods
산업계와 학계의 균형을 잘맞추고 배터리의 lfetime control에 대해 정리된 논문입니다.
오랜만에 수작 논문을 찾은것 같습니다.
어떻게보면 Review 논문에 가까운 형태로, 다양한 Long Cycle Life 제어 방법, 현재 업계들의 진행 현황, Bottleneck 등을 상세하게 기재하였고, 역시나 출판된 시간 대비 citation수도 많이 높은 논문입니다.
Contents
일반적으로 충전/방전을 과하게 De-rating해서 배터리의 장수명을 유도하는 기법들이 많습니다.
그러한 과정에서 어떤식으로 De-rating을 하면 좋을지, 그리고 각 제어방식마다 구체적인 이름을 명명해놓았습니다.
아마 본 논문에서 정의를 한 Naming 인것 같은데, 이런식으로 구체적으로 분류를 해놓은 논문은 청므보는것 같습니다.
여기서 말하는 Static De-rating이란, 전류/전압/온도 같은 직관적인 센서 데이터 혹은 Model Based로 추정되는 어떠한 "SPEC" 그 자체로 보는것을 의미합니다.
즉, 배터리의 현재 내부 상태와 무관하게 관측/추정되는 값들, 그리고 조건이 바뀌어도 동일한 규칙으로 적용되는 Method들을 의미합니다.
Dynamic Derating은 SPEC에 의해 고정된 방식이 아닌, State로 내부의 저항 및 Health Indicator들의 변화를 통한 직접적인 배터리 상태와 연동하여 불규칙하게 변경하는 Method들을 의미합니다.
저자의 얘기로는, 현재는 Static De-rating이 주류이지만 결국에는 Dynamic De-rating으로 가야한다고합니다.
이부분에 대해서는 저도 공감하는것이, 열화는 Linear하지도 않고, 배터리 시스템 내 모든 배터리가 동일하게 Aging되지도 않으며, 동일한 배터리 시스템이어도 사용환경 및 History에 따라서 열화되는 Mechanism이 천차만별이기 때문입니다. 따라서, 이러한 방식의 state-aware가 Future BMS 제어 방식이라고 생각합니다.
그리고 이러한 방식으로 제어를 하는 논문들을 Battery Type 및 De-rating Method별로도 나누어서 잘 정리해두었습니다.
앞서 말한 Static, Dynamic 및 그 안에서도 Tree로 세부분류를 나누어 각각에 대한 장/단점부터 매우 세세하게 잘 정리해두었는데요,
해당 논문이 Review Papaer의 형태라 하나하나 본 블로그에 정리를 할 수는없지만, 단언컨데 배터리의 Long Cycle Life 쪽을 연구하시는 분이라면 필히 꼭 읽어보시길 권장드릴 정도로 정리가 잘되어 있는 논문입니다.
Results
Power Source 논문 중에서도 드물게도 멋지게 잘 작성된 논문입니다.
Review Paper이나, 많은 인사이트를 담고있으며,
특히 학계와 산업계 양쪽 입장차이에 대해 저자들이 정확하게 꿰뚫고 있는듯 합니다.
참조
[1] Haijun Ruan, Jorge Varela Barreras, Timothy Engstrom, Yu Merla, Robert Millar, Billy Wu, Lithium-ion battery lifetime extension: A review of derating methods, Journal of Power Sources, Volume 563, 2023, 232805, ISSN 0378-7753, https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2023.232805.
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