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01Technology

E-CNTShield의 CNT 센서 기술.

E-CNTShield는 초박형 CNT 센서를 배터리 셀에 붙여 압력, 온도, 스웰링, 충격을 읽습니다. 소프트웨어는 수집한 데이터를 걸러 이상 징후 판단과 모니터링에 씁니다.

01.1How it works

소재부터 셀 부착, 복합 센싱, 사전 징후 모니터링까지 여덟 단계입니다.

  1. 배터리 셀

    모니터링의 단위는 팩이 아니라 셀입니다. 팩 단위 평균값은 개별 셀의 이상을 가립니다.

  2. CNT · 그래핀 소재

    탄소 원자가 육각형 그물로 결합한 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀입니다. 강도가 높고 전기·열 전도도가 뛰어납니다.

  3. 초박형 센서 시트

    40nm급 CNT 소재를 초박형 플렉서블 센서 시트로 만듭니다. 셀의 무게와 부피에 부담이 적습니다.

  4. 셀 표면 부착

    셀 표면에 직접 부착합니다. 플렉서블 형태라 셀 형상을 따라갈 수 있습니다.

  5. 충격 · 압력

    외부 충격에 의한 미세한 물리적 왜곡까지 같은 층에서 읽습니다.

  6. 온도

    개별 배터리 셀의 미세한 온도 변화를 셀 표면에서 추적합니다.

  7. 스웰링

    열화로 셀이 부푸는 스웰링(셀 팽창)을 형태 변화로 감지합니다.

  8. 사전 징후 모니터링

    수집한 물리 신호를 한데 모아 사전 징후로 모니터링합니다. 검증되지 않은 감지 시간은 공개하지 않습니다.

01.2센싱하는 물리량

센서 한 장이 네 가지 물리량을 읽고, 소프트웨어가 그 데이터를 걸러 판단에 쓸 수 있게 만듭니다.

  • pressure

    압력

    셀에 가해지는 압력 변화를 감지합니다.

  • temperature

    온도

    셀 개별 온도를 실시간으로 추적합니다.

  • swelling

    스웰링

    셀 팽창과 형태 변화를 물리 신호로 읽습니다.

  • impact

    충격

    외부 충격으로 생기는 미세한 물리적 변형을 감지합니다. 네 물리량은 한 센서 층에서 함께 수집됩니다.

충격, 가열, 스웰링이 각각 CNT 전도 경로를 바꾸고 시트 전체의 저항 변화로 나타나는 도식
Fig. 01충격·가열·스웰링은 고분자 안의 CNT 전도 경로를 각각 다르게 변형시킵니다. 시트는 이를 국소적인 저항 변화로 읽습니다.
01.3CNT 소재 · 센서 시트
  1. CNT · 그래핀 소재

    탄소 원자가 육각형 그물로 결합한 탄소나노튜브(CNT)와 그래핀입니다. 강도가 높고 전기·열 전도도가 뛰어납니다.

  2. 초박형 센서 시트

    40nm급 CNT 소재를 초박형 플렉서블 센서 시트로 만듭니다. 셀의 무게와 부피에 부담이 적습니다.

  • CNT 센서 단면과 전자현미경 구조
    Fig. 02CNT 센서 단면과 전자현미경 구조
  • CNT/에폭시 잉크 실사
    Fig. 03CNT/에폭시 잉크 실사
CNT/에폭시 잉크 제조 공정과 스크린 프린팅 센서 시트 제작 공정
Fig. 04CNT/에폭시 잉크를 분산·혼합·밀링한 뒤, 은 전극과 함께 스크린 프린팅해 센서 시트를 만듭니다.
01.4실제 셀 적용

인쇄한 시트, 배터리 셀 표면 부착, 모듈 셀 사이 삽입을 연구실에서 촬영한 사진입니다.

배터리 셀 위의 E-CNTShield 센서 시트와 노트북에 띄운 저항 분포 화면
  • 인쇄된 E-CNTShield 센서 시트
    인쇄된 센서 시트
  • 배터리 셀 표면에 E-CNTShield 시트를 붙이는 모습
    셀 표면 부착
  • 배터리 모듈의 셀 사이에 넣은 E-CNTShield 시트
    모듈 셀 사이 삽입
01.5핵심 역량

센서로 읽고, 소프트웨어로 분석한다.

  • 01

    CNT · 그래핀 기반 초박형 센서

    • 40nm급 CNT · 그래핀 나노소재
    • 초박형 플렉서블 센서 구현
    • 배터리 셀에 직접 부착
  • 02

    멀티파라미터 모니터링

    • 압력 · 온도 · 형태 변화 복합 감지
    • 팩이 아닌 배터리 셀 개별 모니터링
    • 실시간 이상 징후 탐지
  • 03

    스마트 필터링 알고리즘

    • 가혹 환경 노이즈 제거
    • 멀티센서 데이터 융합
    • 오작동 최소화 설계
  • 04

    엣지 컴퓨팅 연동

    • 로컬 처리 기반 저지연 대응
    • ESS · EV · 휴머노이드 호환
    • 클라우드 데이터 연동
01.6Business Model

안전 관리가 시급한 현장에 센서 모듈을 먼저 공급하고, 배터리 상태를 실시간 관제하는 구독형 서비스로 확장합니다. 그 위에 데이터 플랫폼을 올립니다.

  1. 01Sensor
  2. 02Edge
  3. 03Monitoring
  4. 04AI Analysis
  5. 05Dashboard
  6. 06Data Platform