산학연으로 풀어가려합니다

예전부터 산학연에 대해 부정적이었던건 기술개발이 완료되고 특허까지 등록되었는데 그 기술을 학교와 연구소와 함께 나누고 공유해야 하는데에 공감할수 없어서 였는데.. 이제 발상의 전환이 필요한듯 합니다. 우선은 혼자하기엔 이제 지쳤습니다.. 충방전기뿐아니고 후공정 전체라인을 갈아엎어야 하는데 제가 아무리 설득하려해도 복지부동의 배터리제조사에서 말을 들어먹으려 안합니다.. 그렇다면 산학연으로 멍청한 제조사를 설득하는 이이제이가 합리적일수도 있겠다 여겨집니다 ㅎ 그리되면 제가 풀수없는 소프트웨어 프로그램 코딩이 해결되고 제조라인 플로워 그리고 기구부설계 아트웍까지 모든걸 그들에게 위탁할수 있으니 난 회로도와 주딩이만 있으면 만사 오케이란 생각이 드네요 ㅎㅎ 사실 2019년부터 직렬식에 관한 특허도 수십개가 있고 수많은 회사에서 샘플제작하여 배터리제조사에 검증을 요청했지만 모두가 하나같이 용량매칭에 실패하여 오죽하면 앞으로는 직렬식 검토를 안하겠다 선언할 정도인게 예전엔 왜 내가 제시한 방식에 대해 검토를 안해주냐 원망도 있었는데 이제와서 생각하면 남들은 못하는거라 여겨지니 다행스럽다 생각됩니다 ㅎ 뭐암튼 유레카입니다^^ 해결과제 1. 펌웨어 충방전 동작시 각 배터리 전압 전류 시간별 측정기록 및 배터리온도에 따른 용량값 기록 주 메인제어로부터 통신연결하여 제어실행. 2. gui 충방전 실행시 각 충방전기로부터 값을 통보받아 메인 pc에 저장하고 디스플레이 함. 3. 기구부 충방전기와 한몸으로 배터리가 담긴 트레이 상부에 일체형으로 작동되도록 하며 고장시 a/s 가 용이하도록 제작해야함. 4. 프리차져 가장 간단한 형태의 충전기능만 탑재됨. 64개의 배터리를 셀발란서 없이 직렬로 연결하여 정전류충전만 가능함. 중국의 항커커지가 기존 충방전기의 1/3 수준의 견적을 제시해서 놀라게 했으나 투데이테크는 1/4 수준으로 제시할 예정. 5. OCV/ACIR 프리차징후 숙성시간을 거친후 1차적으로 OCV와 ACIR 측정을 하여 선별과정을 거쳐 1차 충방전 공정으로 공급함. (출고전에도 측정후 용량등급 매기고 출고.) 6. 트레이 4680~46120 의 배터리 256개가 담기며 기존방식은 공냉식으로 배터리를 식히는데 수냉식으로 설계예정. 공냉식에비해 비용은 30% 정도 추가되나 온도균일이나 소음이 크게 줄어들며 전기료가 적게드는 장점이 있다. 7. 태양광 모듈 공장지붕 전체를 덮을 용량설계로 RE100에 대응하며 전기료를 기존대비 30% 정도밖에 들어가지 않을 키포인트다. 8. ESS PACK 충방전기 수량의 20~50% 정도로 설계될 예정이며 기존사용되는 트레이에 용량등급 판정이 끝난 출고전 배터리를 담고 일주일정도 DC배전내의 댐퍼역할을 하게된다. 충방전 제어는 메인 PC로부터 지령을 받으며 통상 30%~80% 용량으로 제한한다. (ESS PACK 의 설치수량이 많아지면 장비가가 올라가니 가장 효과적인 수량으로 제한해야함.) 9. 태양광 모듈 스텝업 컨버터 통상의 기술수준으로 제작가능함. 10. 배터리 후공정 라인설계 배터리가 입고되고 맨처음 프리챠징 그리고 숙성실입고 OCV/ACIR 측정 등 배터리가 가장 빠른길로 컨베이어 통해 이동하고 공정을 거칠수 있도록의 뼈대를 설계해야함. (AI 로 설계를 도움받고 AI로 후공정 전체의 입고 및 출고등을 관리할수있도록 하면 가장 효율적인 라인운영이 될수있겠네요) 11. 기존 후공정 대 DC배전 후공정비교 잔기차 10만대를 생산할수 있는 10GWH 공장을 기준을 기존 후공정 건설비용을 산출하고 DC배전 그리고 직렬식을 적용했을때의 비용을 산출하여 검증을 받도록 한다. 따지고보면 전압정밀도 0.05% 전류정밀도 0.05% 용량정밀도 1% 로 규정되어 있지만 전압정밀도는 0.03% 용량정밀도는 0.5% 정도로 타이트하게 적용하는 형태로 볼때 결코 가능하지 않다 판단할수 있겠지만 실질적으로 병렬식만큼의 정밀도를 구현한 최소단위 직렬 4채널의 샘플을 만들어 검증한다면 가능하다는 확신을 가지리라 여겨집니다. 학연에서 해결할 가장 시간이 많이 걸리는 작업이 프로그램 코딩인데 요즘은 AI로 코딩이 가능하다하니 이부분만 원활히 해결된다면 1년이내에 빠이롯라인이 구축될수도 있겠다는 생각이 드네요. 충방전기의 하드웨어 구성에서 가장핵심은 셀발란싱 회로인데요 병렬식에서 통상 허용하는 전압정밀도가 +-0.03% 이내이니 +-1.5mv 입니다 하여 전기차 팩에 적용될 셀발란싱회로와 동일하게 적용하긴 가격적으로 무리가 있네요.. 충방전기 셀발란싱에 적용될 채널당 원가는 8불정도여도 부담없으니 1mv 정도의 정밀도를 맞출수있도록 하고 전기차나 ESS PACK 에 적용될 셀발란싱의 정밀도는 +-2~3mv 정도로 맞추어 채널당 5불이내로 맞추려합니다. 충방전기 규격 1. 전압정밀도=ocv 측정시 0.03% 이내 2. 전류정밀도= 최대값 최소값에서 0.05%이내 3. 용량정밀도= 배터리온도 +-3도에서 1%이내 4. 충전효율= 80%이상 (97%이상) 5. 방전효율= 70%이상 (96%이상) 6. 핀불량 감지회로부 유 7. 수냉식일때 열화상으로 배터리온도 측정 8. 용량이 기본값에서 +-5% 벗어날시 해당 직렬채널 홀드 (직렬식에서 수냉과 열화상 카메라 병합으로 용량정밀도는 0.3~0.4% 가능합니다.) @@ 병렬식은 충방전도중에 문제가 있는 셀은 오프해두었다가 완료이후에 뷸량처리 하는데요 직렬식은 충방전도중 문제가 생기면 트레이를 리턴하여 불량셀 걸러내고 트레이내의 셀을 모두 방전시킨후 재작업 하여야 합니다.. 하여 프리차징이 끝나고 숙성후의 셀을 활성화공정에 투입전 OCV 체크하고 ACIR 체크하여 그레이드 선별후 활성화공정에 투입해야 효율적입니다. 또한 OCV/ACIR 단계가 프리차징후 있게되면 배터리의 생산수율을 조기에 끌어올릴수 있는 장점이 있습니다. 병렬식에서도 충방전 활성화 도중에 분리막파손이 생겨 중단된때에는 소화액 분사하고 리턴시켜야 하니 그 손실을 사전에 방지하는 차원에서 전공정 완료후 레이져검사를 하는데 이중안전으로 프리차징후 OCV/ACIR 체크는 필요하다 여겨집니다. 현재까지 Active Cell Ballancing 콘트롤 방식은 채널당 얼마의 전류를 분배할수 있느냐와 채널당 얼마의 원가로 제작할수 있느냐 그리고 셀발란서에서 분리막파괴를 즉각적으로 감지하여 알릴수 있느냐로 성패가 결정되는거 같습니다. TI나 ANALOG DIVICE의 트랜스에 의한 전하분배방식은 확실하고 효율높은 방식이긴 하나 가격이 가장 높은 방식이며 저의 직렬식 특허방식도 아나로그 디바이스 방식과 유사하여 가격이 높을수밖에 없는데요.. 아직 보강특허출원을 못했지만 인덕터 하나와 스위치 두개로 두개의 셀을 최대 10A 전류로 완벽히 셀발란싱을 하며 채널당 4불정도의 원가이니 아마도 가장 저렴한 ESS나 전기차의 BMS 셀발란서가 될거라 여겨집니다. (10A 전류면 100KW 급 전기차의 급속충전시 500A 의 전류가 흐를때 2% 밸런싱 능력치로 최고수준이라 할수있습니다.) 산학연도 C급 지방대학으로 연결되니 서류평가에서 탈락입니다.. 카이스트든 서울대든 그쪽에 연결해봐야 겠네요.