BMS 분야 전문가가 제시하는
국내 최초 배터리 관리 시스템 개론서

이 책은 배터리 관리 시스템(BMS) 전문가를 목표로 하는 전기 및 기계공학 전공자와 배터리 업계 실무자를 대상으로 한다. 배터리 분야의 세계적인 권위자인 그레고리 플렛(Gregory L. Plett) 교수의 저서를 국내 실정에 맞게 번역한 도서로, BMS 국내 1호 박사인 김종훈 교수의 전문 지식과 경험을 더해 완성했다. 이 책에서는 배터리 셀의 내외부 동작을 다양한 수학적 방정식과 모델을 통해 설명하며, 직관적인 그림과 체계적인 수식 전개를 통해 배터리 관리와 제어의 핵심 원리를 소개함으로써 BMS를 제대로 학습할 수 있게 했다.

이 책은 배터리 관리 시스템을 설명하는 세 권의 시리즈 중 첫 번째 도서입니다. 이 시리즈의 목표는 백과사전처럼 단순히 모든 내용을 다루기보다 현재 최선인 실습 방법을 충분한 이론적 배경을 바탕으로 이해할 수 있도록 제공하는 것입니다. 1권에서는 배터리 셀의 내외부 동작 방식을 설명하는 다양한 수학적 방정식 또는 모델을 도출하는 데 집중하며, 저자의 원어(영어) 강의 및 강의교안, 실습용 소스 코드 등 학습을 위한 다양한 학습 보조 자료를 제공합니다.

CHAPTER 01 배터리 부트 캠프

1.1​ 서론
1.2​ 셀의 동작 방식
1.3​ 물질 선택
1.4​ 삽입 전극 셀
1.5​ 리튬 이온 셀의 개요
1.6 제조
1.7 고장 모드
1.8​ 결론 및 향후 방향

CHAPTER 02 등가회로 모델

2.1 개방회로 전압
2.2​ 충전 상태 의존성
2.3​ 등가 직렬 저항
2.4​ 확산 전압
2.5​ 대략적인 파라미터 값
2.6​ 와버그 임피던스
2.7​ 히스테리시스 전압
2.8​ 향상된 자가 교정 셀 모델
2.9 셀 데이터 수집을 위한 실험실 장비
2.10 OCV 관계를 확인하기 위한 실험실 테스트
2.11 동적 관계를 결정하기 위한 실험실 테스트
2.12​ 모델링 결과 예시
2.13​ 결론 및 향후 방향
2.14​ MATLAB ESC 모델 툴 박스

CHAPTER 03 마이크로스케일 셀 모델

3.1 장 목표 : 마이크로스케일 모델 방정식 도출
3.2​ 전극 내부의 전하 보존
3.3 전극 내부의 질량 보존
3.4 열역학
3.5​ 물리화학
3.6 이원 전해질의 기본 특성
3.7​ 농축 용액 이론 : 전해질 질량 보존
3.8​ 농축 용액 이론 : 전해질 전하 보존
3.9 버틀러-볼머 방정식
3.10 모델 구현
3.11 셀 수준의 양(정보)
3.12​ 결론 및 향후 방향
3.13​ OCP 소스
종합 용어집 : 핵심 용어 및 개념

CHAPTER 04 연속체 스케일 셀 모델
4.1 장 목표 : 연속체 스케일 셀 모델 방정식 도출
4.2 서론
4.3​ 체적-평균 정리 Ⅰ
4.4​ 체적-평균 정리 Ⅱ
4.5​ 체적-평균 정리 Ⅲ
4.6​ 전극 내부의 전하 보존
4.7 전극 내부의 질량 보존
4.8​ 전해질 내부의 질량 보존
4.9​ 전해질 내부의 전하 보존
4.10 전극과 전해질 상에서의 리튬 이동
4.11​ 의사 2차원 모델의 경계 조건
4.12​ 셀 수준의 양(정보)
4.13​ 모델 시뮬레이션
4.14​ COMSOL 실행
4.15​ 결론 및 향후 방향

종합 용어집 : 핵심 용어 및 개념

CHAPTER 05 상태 공간 모델과 이산시간 구현 알고리즘
5.1​ 상태 공간 모델 소개
5.2 전극의 동적 상태를 설명하는 방정식
5.3​ 상태 공간 구현
5.4​ 이산시간 구현 알고리즘
5.5​ 이산시간 구현 알고리즘의 단계별 예제
5.6​ 고유 시스템 구현 알고리즘
5.7 ​결론 및 향후 방향
종합 용어집 : 핵심 용어 및 개념

CHAPTER 06 축소 차수 모델
6.1 j ^{pos} (z, t)의 1차원 모델
6.2 c_{s,e}^{neg} (z, t)의 1차원 모델
6.3 ∅_{s}^{neg} (z, t)의 1차원 모델
6.4 양극 변수 j^{pos} (z, t), c_{s,e}^{pos}(z, t), ∅_{s,e}^{pos}(z, t)
6.5 c_{e} (x , t)의 1차원 모델
6.6 ∅_{e}(x , t)의 1차원 모델
6.7​ 전달함수 요약
6.8​ 셀 전압 계산하기
6.9 주파수 응답 및 셀 임피던스
6.10 다중 출력 DRA
6.11​ 전체 셀 모델
6.12 시뮬레이션 예제
6.13 혼합 모델
6.14 ​결론 및 향후 방향
6.15 ​모달 솔루션 코드

종합 용어집 : 핵심 용어 및 개념

CHAPTER 07 열적 모델링
7.1​ 사전 정의
7.2​ 마이크로스케일 열 모델
7.3 연속체 스케일 열 모델
7. 파라미터 온도 변화
7.5​ 축소 차수 모델
7.6​ 그라디언트 전달함수
7.7 열발생 항
7.8 열유속 항
7.9 결합되지 않은 모형 결과
7.10​ 결합된 모델 결과
7.11 ​결론 및 향후 방향
종합 용어집 : 핵심 용어 및 개념

부록 슈퍼커패시터