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중소기업 기술로드맵 조회결과

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xEV용 에너지저장 및 관리 시스템
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

xEV용 에너지저장 및 관리 시스템 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 전기를 이용하여 구동하는 xEV 자동차(HEV, PHEV, EV)용으로, 전기에너지를 화학에너지의 형태로 변환하여 저장후 필요할 때 이를 다시 전기에너지의 형태로 바꾸어 사용 가능한 에너지 저장장치와 이를 효율적으로 사용하기 위해 관리하는 장치(BMS)로 정의

- 범위 : 배터리 셀, 모듈, 팩, BMS, PRA(Power Relay Assy.), 냉각 시스템 등을 포함

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • xEV용 에너지 저장장치 시장은 전통적인 납축전지, 니켈 카드뮴 전지부터 현재 각광받고 있는 리튬이온전지와 차세대전지를 포함하여 2015년 625억불의 시장 형성
    • 2015년 세계 에너지 저장장치(이차전지) 시장은 납축전지 373억불, 리튬이차전지 221억불, Ni-MH 전지 21억불, Ni-Cd 전지 3억불, 커패시터 5억불 등으로 구성
  • 이차전지는 모바일 IT기기에 주로 사용되었으며, 에너지밀도와 고출력 특성을 요구하는 전기차, ESS, 로봇 등 중대형 전지시장으로 응용분야가 확대되어 감에 따라 리튬이차전지 중심로 재편
[ 세계 EV용 BMS 시장규모 및 전망 ] (단위: 백만달러)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
EV 대수 298,270 422,427 599,346 846,439 1,075,601 1,206,119 32.24
BMS 435 614 869 1,222 1,547 1,711 31.51
[ 국내 EV용 BMS 시장규모 및 전망 ] (단위: 백만원)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
EV 대수 8,350 12,900 20,200 31,550 44,550 65,550 51
BMS 15,030 23,220 36,360 56,790 80,190 117,990 51
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • xEV용 에너지저장 및 관리 시스템의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향1)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 증가한 후 다소 감소하는 경향을 보이고 있음
    • 각 국가별로 살펴보면 미국은 증가-유지 추세, 일본은 증가-감소-유지 추세, 유럽은 증가-감소-유지 경향을 보이고 있으며, 한국도 출원건수를 유지
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 41.4%로 최대 출원국으로 xEV용 에너지저장 및 관리 시스템 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 일본이 27.2%, 한국이 23.1%로 비슷한 수준의 출원비중을 보이고 있음
xEV용 에너지저장 및 관리 시스템 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 현대자동차의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소 기업에서는 브이엔에스의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국전자통신연구원, 한국과학기술원, 한국전기연구원, 한 국에너지기술연구원, 자동차부품연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 국민대학교, 강릉원주대학교, 한밭대학교, 동명대학교 등의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업 에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합 성 (10)을 고려하여 평가

[ xEV용 에너지저장 및 관리 시스템 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
셀 (이차전지) 안전성 향상된 고용량 실리콘-카본 음극 소재 기술 개발 충방전시 실리콘의 부피 팽창을 해결하기 위한 morphology design 기술 개발 및 전해액과의 부반 응 및 입자 저항을 최소화하기 위한 표면 코팅 기술 개발
고용량 고안전성 리튬 황 전지 기술 개발 폴리설파이드의 용출을 막아 부반응을 억제하기 위 한 황 복합재 개발 기술 및 전해액 최적화 기술 그 리고 리튬 메탈의 안전성을 높이기 위한 음극 계면 안정화 기술
배터리 모듈/팩 출력 및 에너지 밀도 향상 기술 출력과 에너지 밀도를 향상하기 위한 xEV용 배터리 모듈/팩의 경량화 기술
배터리 열관리 및 차량 최적화 기술 열발산이 고려된 배터리 팩 설계에 따른 배터리 시 스템의 xEV 차량 적용과 시스템 통합 기술
BMS 배터리 셀 밸런싱 향상 기술 배터리 다중 셀의 전압을 모니터링하여 배터리 셀 편차를 줄이기 위한 셀 밸런싱 설계 및 알고리즘 기 술
SOC / SOH 알고리즘 향상 기술 배터리 충전 상태(SOC)와 건강 상태(SOH)를 정확하 게 추정하는 알고리즘 기술