‘스마트배터리/셀 포럼 2010’은 크게 전기자동차(EV)전지, 에너지저장장치(ESS), 부품·소재 등 크게 3개 트랙으로 구성된다. 각 트랙당 6개씩 총 18개의 발표가 진행된다.
구본웅 파워로직스 연구소장은 ‘전기자동차 배터리모니터링시스템(BMS) 기술개별 현황’에 대한 발표를 진행한다. 전기자동차 시장 동향을 시작으로 BMS의 역할·필요성, 구성·기능, 개발 동향에 대한 설명을 이어갈 계획이다.
구 소장의 설명에 따르면 기존 니켈-카드뮴 전지 등은 성능이 떨어지고 환경오염 물질을 배출하는 등 단점이 있는 반면, 비교적 안전성이 뛰어난 특징이 있다. 하지만 고성능·고출력의 리튬 전지는 수분침투 등의 상황 발생 시 화재나 폭발 위험이 있기 때문에 BMS가 반드시 필요하다.
BMS는 전지 상태를 실시간으로 모니터링해 최적의 조건으로 사용할 수 있도록 제어한다. 또 전지의 잔량 및 교체시기를 예측해 차량 제어에 활용할 수 있으며, 전지보호 및 자가진단을 통한 시스템 신뢰성·안전성 확보는 물론이고 유지비용 절감도 가능하다.
현재 중용량의 BMS 시장은 수송기구 위주로 형성되고 있으며, 최근 각종 에너지 저장장치(UPS, LED조명) 등으로 확대 적용되고 있다. 대용량 시장도 대형 수송기구 위주로 형성되고 있으며, 대용량 에너지 저장장치 분야 등으로 확대 적용되고 있다.
성태현 한양대 공대 교수는 ‘고속 충·방전에 강한 플라이휠 에너지 저장기술’을 주제로 발표를 한다. 성 교수는 풍력발전단지의 미시출력요동을 보상하기 위한 에너지 저장장치로 초전도 플라이휠 전력저장장치(SFES)가 가장 적합하다고 주장한다. 잦은 충·방전에 대한 내구성과 충분한 저장용량 필요성을 고려한 결과다.
플라이휠 전력저장장치의 장점은 △높은 저장에너지 밀도 △긴 수명 △환경친화성 △순간 충·방전 우수성 등이다. 하지만 현재의 기계식 베어링으로는 회전손실이 많으며, 정전 보상시간이 짧다는 단점도 있다.
한국전력 전력연구원(KEPRI)은 이미 초전도 저널형 플라이휠 에너지 저장장치를 세계 최초 개발한 바 있으며, 세계 2위 수준의 초전도 단결정 제조 기술을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다.
김길동 한국철도기술연구원 박사는 ‘슈퍼커패시터를 이용한 에너지저장시스템(ESS) 기술개발’에 대한 발표를 맡는다. 슈퍼커패시터는 콘덴서의 전기 용량 성능을 강화해 전지 용도로 사용하도록 한 부품이다. 전력을 모아서 필요에 따라 순간적으로 방출하는 특성을 갖고 있으며, 거의 반영구적인 수명을 자랑한다.
김 박사의 설명에 따르면 전기철도에서 전동차가 멈출 경우 관성에너지는 전기에너지로 전환된다. 지금까지는 이 에너지가 열로 낭비됐지만, ESS를 통해 우선 저장했다가 전동차가 출발할 때 재사용함으로써 에너지 사용량을 획기적으로 줄일 수 있다.
김 박사는 서론에서 △슈퍼커패시터의 원리 및 커패시터 사용을 위한 시험내용 △도시철도운영기관의 회생에너지 측정결과분석 △운영기관별 저장장치 설치효과분석 등에 대한 설명을 할 계획이다. 본론에서는 ESS 설치 및 개발 관련 하드웨어·소프트웨어에 대한 설명을, 결론에서는 시험결과 분석 및 기대효과에 대한 내용을 발표한다.
유선일기자 ysi@etnews.co.kr