과학 공학
배터리 열폭주를 막는 설계
사이언스엔지니어링랩
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- 소장
- 11,000 ⓒ
| 듣기기능 | TTS지원 | 파일정보 | EPUB |
|---|---|---|---|
| 총 용량 | 3.5 MB | 이용기기 | |
| ISBN | 9791144303607 | ||
책 소개
배터리 사고는 불꽃이 보이기 전부터 시작된다. 국부 내부단락과 자기발열, 가스와 압력 상승, 인접 셀의 열 노출이 시간차를 두고 이어지며 어느 방어선이 먼저 무너졌는지에 따라 결과가 달라진다. “배터리에 불이 났다”는 한 문장으로는 설계를 고칠 수 없는 이유다.
이 책은 열폭주 안전을 위험원, 유발 사건, 실패 모드와 결과로 나누고 셀·모듈·팩에서 다른 방어선을 연결한다. 내부 결함·과충전·외부가열·기계 충격의 흔적을 구분하고, 전도·복사·고온가스·직접 접촉을 통한 전파 경로를 살핀다. 셀 간격과 열 차단재, 냉각계, 가스 배출과 압력 관리, BMS와 전기 보호가 각각 어떤 시간을 벌고 어떤 조건에서는 한계를 드러내는지 설계의 교환관계로 설명한다.
시험 결과를 합격표로만 보지 않고 발생 전·중·후의 시간선으로 사고 데이터를 다시 읽어 설계와 변경관리로 되돌리는 과정까지 포함한다. 에너지밀도와 안전, 비용과 공간을 동시에 판단해야 하는 배터리·ESS·전동화 시스템 실무자에게 열·전기·기계의 마지막 안전 여유를 한 화면에 놓는 사고법을 제시한다.
이 책은 열폭주 안전을 위험원, 유발 사건, 실패 모드와 결과로 나누고 셀·모듈·팩에서 다른 방어선을 연결한다. 내부 결함·과충전·외부가열·기계 충격의 흔적을 구분하고, 전도·복사·고온가스·직접 접촉을 통한 전파 경로를 살핀다. 셀 간격과 열 차단재, 냉각계, 가스 배출과 압력 관리, BMS와 전기 보호가 각각 어떤 시간을 벌고 어떤 조건에서는 한계를 드러내는지 설계의 교환관계로 설명한다.
시험 결과를 합격표로만 보지 않고 발생 전·중·후의 시간선으로 사고 데이터를 다시 읽어 설계와 변경관리로 되돌리는 과정까지 포함한다. 에너지밀도와 안전, 비용과 공간을 동시에 판단해야 하는 배터리·ESS·전동화 시스템 실무자에게 열·전기·기계의 마지막 안전 여유를 한 화면에 놓는 사고법을 제시한다.
목차
프롤로그. 한 셀에서 시작되는 위험의 사슬
1장. 열폭주 안전의 전체 지도
1절. 발화보다 먼저 읽어야 할 이상 연쇄
2절. 셀·모듈·팩에서 달라지는 위험
3절. 예방·격리·지연·완화의 네 방어선
2장. 셀 내부의 발열 연쇄
1절. 정상 발열과 자기발열의 경계
2절. 분리막 수축에서 전극 반응까지
3절. 가스 배출·연기·화염의 시간 순서
4절. 화학계·충전상태·열화가 바꾸는 심각도
3장. 네 가지 기폭제의 다른 흔적
1절. 보이지 않는 내부단락의 시작
2절. 과충전이 무너뜨리는 전압 한계
3절. 외부가열이 앞당기는 반응 사슬
4절. 압궤·관통·충격이 남기는 기계적 흔적
4장. 열폭주 전파의 네 통로
1절. 전도·대류·복사의 열 전달
2절. 화염·고온입자·분출물의 점화
3절. 셀 방향과 모듈 형상의 영향
4절. 전파 임계와 시간 여유의 해석
5장. 셀과 모듈의 첫 방어선
1절. 화학계와 셀 형상의 안전 특성
2절. 분리막·안전벤트·전류차단장치의 역할
3절. 버스바·퓨즈·접촉 구조의 고장 제한
4절. 압축과 고정 구조의 양면성
6장. 간격과 열 차단재의 설계 여유
1절. 셀 간격과 에너지밀도의 교환
2절. 방열재·단열재·흡열재의 다른 임무
3절. 두께보다 중요한 접촉면과 틈새
4절. 열팽창·진동·공차를 품은 기계 설계
7장. 냉각계의 정상 운전과 비상 한계
1절. 공랭·수랭·냉매식의 열경로
2절. 냉각 불균일과 유로 막힘의 국부 과열
3절. 열폭주 이후 냉각계의 한계
4절. 펌프·밸브·누설 고장을 포함한 안전 설계
8장. 가스와 압력을 다루는 팩
1절. 가스 발생량·조성·점화성의 변화
2절. 배출 방향과 덕트의 2차 피해
3절. 밀폐 공간의 압력과 폭발 위험
4절. 감지·환기·방폭을 잇는 설계 순서
9장. BMS와 전기 보호의 시간 싸움
1절. 전압·전류·온도 신호의 관측 한계
2절. 이상 감지에서 접촉기 차단까지의 지연
3절. 퓨즈·접촉기·절연감시의 역할 분담
4절. 센서·통신·전원 고장을 견디는 보호 로직
10장. 사용환경이 바꾸는 안전 우선순위
1절. 차량 팩의 충돌·진동·탈출 시간
2절. ESS의 장시간 운전·밀폐·소방 연계
3절. 소형기기의 충전기·사용자 오용·운송
4절. 같은 셀도 다른 설계를 요구하는 이유
11장. 합격표 밖에서 시험을 읽는 법
1절. 가열·과충전·압궤가 만드는 다른 실패
2절. 셀·모듈·유닛·설치 수준의 질문
3절. 온도·전압·압력·가스·열유속의 시간축
4절. 실패 모드와 안전 여유의 해석표
12장. 사고 데이터가 설계로 돌아오는 길
1절. 발생 전·중·후를 잇는 사고 시간선
2절. BMS 로그·열 흔적·변형·가스 잔류물
3절. 최초 고장과 전파 원인의 분리
4절. 재발 방지 검증과 변경관리의 닫힌 고리
에필로그. 열·전기·기계를 잇는 마지막 안전 여유
1장. 열폭주 안전의 전체 지도
1절. 발화보다 먼저 읽어야 할 이상 연쇄
2절. 셀·모듈·팩에서 달라지는 위험
3절. 예방·격리·지연·완화의 네 방어선
2장. 셀 내부의 발열 연쇄
1절. 정상 발열과 자기발열의 경계
2절. 분리막 수축에서 전극 반응까지
3절. 가스 배출·연기·화염의 시간 순서
4절. 화학계·충전상태·열화가 바꾸는 심각도
3장. 네 가지 기폭제의 다른 흔적
1절. 보이지 않는 내부단락의 시작
2절. 과충전이 무너뜨리는 전압 한계
3절. 외부가열이 앞당기는 반응 사슬
4절. 압궤·관통·충격이 남기는 기계적 흔적
4장. 열폭주 전파의 네 통로
1절. 전도·대류·복사의 열 전달
2절. 화염·고온입자·분출물의 점화
3절. 셀 방향과 모듈 형상의 영향
4절. 전파 임계와 시간 여유의 해석
5장. 셀과 모듈의 첫 방어선
1절. 화학계와 셀 형상의 안전 특성
2절. 분리막·안전벤트·전류차단장치의 역할
3절. 버스바·퓨즈·접촉 구조의 고장 제한
4절. 압축과 고정 구조의 양면성
6장. 간격과 열 차단재의 설계 여유
1절. 셀 간격과 에너지밀도의 교환
2절. 방열재·단열재·흡열재의 다른 임무
3절. 두께보다 중요한 접촉면과 틈새
4절. 열팽창·진동·공차를 품은 기계 설계
7장. 냉각계의 정상 운전과 비상 한계
1절. 공랭·수랭·냉매식의 열경로
2절. 냉각 불균일과 유로 막힘의 국부 과열
3절. 열폭주 이후 냉각계의 한계
4절. 펌프·밸브·누설 고장을 포함한 안전 설계
8장. 가스와 압력을 다루는 팩
1절. 가스 발생량·조성·점화성의 변화
2절. 배출 방향과 덕트의 2차 피해
3절. 밀폐 공간의 압력과 폭발 위험
4절. 감지·환기·방폭을 잇는 설계 순서
9장. BMS와 전기 보호의 시간 싸움
1절. 전압·전류·온도 신호의 관측 한계
2절. 이상 감지에서 접촉기 차단까지의 지연
3절. 퓨즈·접촉기·절연감시의 역할 분담
4절. 센서·통신·전원 고장을 견디는 보호 로직
10장. 사용환경이 바꾸는 안전 우선순위
1절. 차량 팩의 충돌·진동·탈출 시간
2절. ESS의 장시간 운전·밀폐·소방 연계
3절. 소형기기의 충전기·사용자 오용·운송
4절. 같은 셀도 다른 설계를 요구하는 이유
11장. 합격표 밖에서 시험을 읽는 법
1절. 가열·과충전·압궤가 만드는 다른 실패
2절. 셀·모듈·유닛·설치 수준의 질문
3절. 온도·전압·압력·가스·열유속의 시간축
4절. 실패 모드와 안전 여유의 해석표
12장. 사고 데이터가 설계로 돌아오는 길
1절. 발생 전·중·후를 잇는 사고 시간선
2절. BMS 로그·열 흔적·변형·가스 잔류물
3절. 최초 고장과 전파 원인의 분리
4절. 재발 방지 검증과 변경관리의 닫힌 고리
에필로그. 열·전기·기계를 잇는 마지막 안전 여유