본 발명은 시뮬레이션하고자 하는 이차전지에 따른 배터리 상태 해석 모델과 열적 거동 해석 모델 각각에 대응하고, 동일 시간 간격으로 시점이 서로 상이한 타임 스텝으로 설정되는 전기화학 차분 방정식과 에너지 차분 방정식을 획득하는 단계, 전기화학 차분 방정식과 에너지 차분 방정식 각각에 서로 상이하게 설정된 타임 스텝 중 초기 타임 스텝의 시점에 따라 전기화학 차분 방정식의 변수인 내부 상태 변수와 온도 변수의 초기값을 설정하는 단계, 내부 상태 변수와 온도 변수의 초기값을 기반으로 전기화학 차분 방정식을 계산하여 대응하는 다음 타임 스텝에서의 내부 상태 변수의 값인 내부 상태값을 획득하는 단계, 내부 상태값과 온도 변수의 초기값을 기반으로 에너지 차분 방정식을 계산하여 대응하는 다음 타임 스텝에서의 온도 변수의 값인 온도값을 획득하는 단계 및 획득된 내부 상태값과 온도값을 이용하여 각각 대응하는 이후 타임 스텝에서의 내부 상태값과 온도값을 교대로 반복 계산하는 단계를 포함하여, 낮은 계산 비용으로 빠르게 이차 전지의 열적 거동을 시뮬레이션할 수 있는 이차전지 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공한다.