전기차에 사용되는 리튬이온전지 용량과 수명을 정확하게 예측할 수 있는 기술이 개발됐다.
포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 이승철 기계공학과 교수·박사과정 김승욱 씨 연구팀이 오기용 한양대 교수와 공동연구를 통해 리튬이온전지의 용량·수명을 정확하게 예측할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. AI에 물리 지식을 더해 예측 성능을 획기적으로 높인 이 연구성과는 최근 에너지 분야 국제 학술지 '어플라이드 에너지'에 게재됐다.
배터리 용량을 예측하는 방법은 복잡한 배터리 내부 구조를 단순화한 물리 기반 모델과 배터리의 전기적·기계적 응답을 활용한 AI 모델 두 가지로 나뉜다. 다만 기존 AI 모델은 학습에 방대한 데이터가 필요한데다 학습하지 않은 데이터에 대해 예측 정확도가 매우 낮아 차세대 AI 기술의 등장이 절실했다.
연구팀은 적은 학습데이터로도 정확히 예측할 수 있도록 기존과 차별화된 특징 인자 추출 기법과 물리 지식 기반 신경망을 융합했다. 그 결과, 다양한 용량과 수명 분포를 지닌 테스트용 배터리의 용량 예측 정확도를 최대 20% 향상했다. 일관성 있는 결과로 신뢰성도 확보했다.
이승철 교수는 “물리 지식을 활용해 데이터 기반 AI의 한계를 뛰어넘고, 차별화된 특징 인자 추출 기법의 개발로 빅데이터 구축의 어려움을 극복했다”면서 “다양한 산업에서 신뢰성이 높은 물리 지식 기반 AI를 적용할 수 있는 토대가 될 것”이라고 말했다. 오기용 한양대 교수는 “차세대 전기자동차 배터리 잔여 수명 예측에 활용돼 전기차 보급 활성화에 기여할 것”이라고 했다.
한편, 이번 연구는 민군기술협력사업과 한국연구재단 지원으로 이뤄졌다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
