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배터리

선박용 배터리시스템

친환경에 대한 관심의 증가 선박에서도 친환경 동력원의 하나인 배터리시스템의 적용이 점자 증가하고 있습니다. 배터리시스템은 리튬이온전지, 레독스흐름전지, 슈퍼캐퍼시터 등 다양한 배터리를 통해 구성될 수 있으나, 현재 한국선급에서는 리튬이온전지에 한정하여 “선박용 배터리시스템” 지침으로 규정하고 있습니다.

리튬이온전지는 리튬이온이 양극재와 음극재 사이를 이동하는 화학적 반응을 통해 전기화학적 산화-환원 반응에 의해 발생하는 리튬이온의 이동으로 전기의 충전 및 방전이 이루어집니다.

그림 1 리튬이온전지 구조

그림 2 배터리시스템 구성도

배터리는 제한된 에너지를 충방전할 수 있는 장치로, 고효율화 및 높은 순간응답특성 등의 장점이 있으나, 선박의 공간 및 무게 제약으로 주로 단거리를 운항하는 내륙수로선박, 여객선, 자동차운반선, 해양작업지원선, 준설선 등의 주전원 및 보조전원으로 활용되고 있습니다.

선박 적용

선박의 주전원으로 배터리시스템을 적용할 경우, 배터리시스템은 2개의 독립된 구역에 적어도 2조의 독립된 시스템으로 이중화 구성하여 선박의 주전원으로서 안정성을 확보하여야 합니다.

화재 및 폭발
  • - 선박용 배터리시스템은 기계적, 전기적, 환경적 요인으로 이상상태가 발생할 수 있으며, 이상상태는 배터리 내부 온도를 증가시켜 열폭주가 발생하고 화재 및 폭발로 이어질 수 있습니다. 따라서, 배터리시스템은 냉각을 통한 배터리시스템의 온도 유지 및 배터리의 이상상태 발생시 빠르게 감지하고 차단할 수 있는 안전장치의 적용이 중요합니다.
형식승인
  • - 한국선급의 입급선으로 배터리시스템을 선박에 탑재하고자 하는 경우, 선박용 배터리시스템 지침, 제조법 및 형식승인 지침에 따라 형식승인을 득해야 하며, 위험도 분석이 요구되고 있습니다.
  • - 한국적선의 경우 해양수산부 고시 “전기추진선박 기준”을 만족해야하며, 배터리시스템은 고시에 따른 선박용물건 승인을 득해야 합니다.
  • - 단, 한국적선으로서 선급에 입급하는 경우, 배터리시스템은 해당 선급의 형식승인 및 정부의 선박용물건 승인을 중복하여 득해야 합니다.
관련규정
KR 연구현황

한국선급은 배터리시스템을 보다 안전하게 선박에 적용하기 위해 차세대 배터리, 배터리 수명 예측, 고장 진단 등 다양한 분야의 연구를 진행하고 있으며, 다양한 연구개발을 통해 고객에게 배터리시스템을 안전하고 효율적으로 적용하기 위한 솔루션을 제공할 것입니다.