• Title, Summary, Keyword: 배터리 상태 추정

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A study on SOH estimation of Lithium-ion battery based on Bayesian Regression. (베이지안 회귀분석을 이용한 리튬이온 배터리의 SOH 추정 방법 연구)

  • Park, Seongyun;Kim, Jonghoon;Park, Sungbeak;Kim, Youngmi
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.53-55
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    • 2019
  • 리튬 이온 배터리가 소형 모바일 기기, 전기 자동차, 에너지 저장장치 등에 상용화됨에 따라서 이의 충전 상태(SOC) 추정 및 셀, 모듈의 건전성(SOH)의 예측이 배터리 사용 기기의 관리 지표로 사용되고 있다. 리튬 이온 배터리는 여러 차례의 방전으로 노화되어 기기의 요구 부하를 공급가능한지 지표로 평가되어야 한다. 정확한 SOH 추정을 위해 리튬 이온 배터리의 방전 용량 실험이 주기적으로 진행되어야 하며, 이를 통해 오프라인 기반의 SOH 추정이 가능해진다. 본 논문에서는 베이지안 회귀분석 방법을 이용하여 오프라인 SOH 추정을 진행하기 위해 방전 용량을 추정하였으며, 고출력 배터리인 18650 25R셀을 이용하여 방전 용량 추정 결과 방전 전류 1 C-rate에서 1%, 2 C-rate에서 2%의 추정 오차율을 나타냈다.

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Battery SOC and SOH Estimation Using Dual Extended Kalman Filter for Battery Management (배터리 관리를 위한 이중 확장 칼만 필터(Dual EKF)를 이용한 배터리(LiPB)의 충전 상태(SOC) 및 건강 상태(SOH) 추정)

  • Kang, Taekyu;Choi, Jaeho;Windarko, Novie Ayub
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.157-158
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    • 2012
  • 본 논문은 리튬 폴리머 배터리의 수명 감소에 대한 경향성 테스트를 토대로 이중 확장 칼만 필터(Dual EKF)를 이용하여 배터리의 SOC(State-of-Charge) 및 SOH(State-of-Charge) 방법을 제안하였다. 배터리에 수명에 따른 임피던스 변화를 테스트를 수행함으로써 등가회로 모델상에서 수명에 따른 변화가 가장 큰 내부 저항을 선택함으로써 배터리의 SOH 추정을 위해 선택하였다. 배터리 모델은 4.2V, 1440mAh의 리튬폴리머 전지에서 추출되었다. 배터리는 Bulk 커패시터, 두 개의 R-C회로, 직렬 저항을 사용하여 모델링하였다. Dual EKF를 모델에 적용하기 위해 캐패시터 전압은 개방 회로 전압(OCV)을 나타내는데 사용된다. Dual EKF는 충/방전 기기인 TOSCAT-5200에 의해 얻은 실험 데이터로 테스트하였다.

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State-of-Charge Observation of Lithium Polymer Battery using SPKF (SPKF를 이용한 리튬 폴리머 배터리(LiPB)의 충전 상태(SOC) 관측)

  • Seo, Bo-Hwan;Lee, Dong-Choon;Lee, Kyo-Beum;Kim, Jang-Mok
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.228-229
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    • 2011
  • 본 논문은 SPKF(Sigma-point Kalman Filter)를 이용한 리튬 폴리머 배터리(LiPB)의 충전 상태(SOC: State of Charge) 추정 방법을 제안한다. 배터리 모델은 단순화된 테브난 등가회로 모델과 Runtime 모델이 결합되어 있고, Runtime 모델의 양단 전압을 이용하여 SOC를 추정한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 그 타당성이 검증된다.

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Relative degradation grade Estimation based on Fuzzy logic algorithm for ESS battery fire protection (ESS 배터리 화재 방지를 위한 Fuzzy Logic 기반 상대적 퇴화도 추정 기법 연구)

  • Kim, Suan;Han, Dongho;Kim, Jonghoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.441-442
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    • 2019
  • 최근 ESS 배터리의 화재로 이를 사전에 방지할 수 있는 알고리즘의 중요성이 부각되고 있다. 본 논문에서는 배터리 퇴화 실험 결과 프로파일에서 특성을 보여 퇴화 factor로 선정한 배터리 내부 저항, 방전 용량을 입력으로 하여 이를 Fuzzy Logic으로 구현하여 배터리의 퇴화 상태를 추정한다.

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A Study on the Method for Capacity Estimation of Li-on Battery Pack Using Surrogate Model (근사 모델을 이용한 리튬이온 배터리팩 용량 추정에 대한 연구)

  • Kang, Deokhun;Park, Jin-Hyeng;Kim, Jonghoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.420-421
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    • 2019
  • 리튬 이온 배터리는 전압, 전류, 온도 등의 측정 정보를 기반으로 용량, 수명 등 배터리의 상태를 추정해야 하며 이를 위해 다양한 방법들이 활용되고 있다. 이러한 추정 정보들은 결국 배터리 관리 시스템에서 수행하는 핵심 기능이며 효율적이고 안전한 제어를 수행하기 위해 필수적인 정보이다. 본 연구에서는 배터리 팩의 실험 데이터를 이용하여 근사 모델을 개발하고 이를 이용하여 배터리 팩의 용량을 추정하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 기존 수학적 모델 기반의 알고리즘을 활용하는 방법과 통계적인 기법을 활용하는 방법으로 구현하는 것과 달리, 충분한 데이터 확보가 가능한 경우, 데이터를 표현하는 근사 모델을 생성하고 이에 대한 활용 가능성을 확인하였다.

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A State-of-Charge estimation using extended Kalman filter for battery of electric vehicle (확장칼만필터를 이용한 전기자동차용 배터리 SOC 추정)

  • Ryu, Kyung-Sang;Kim, Byungki;Kim, Dae-Jin;Jang, Moon-seok;Ko, Hee-sang;Kim, Ho-Chan
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.10
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    • pp.15-23
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    • 2017
  • This paper reports a SOC(State-of-Charge) estimation method using the extended Kalman filter(EKF) algorithm, which can allow real-time implementation and reduce the error of the model and be robust against noise, to accurately estimate and evaluate the charging/discharging state of the EV(Electric Vehicle) battery. The battery was modeled as the first order Thevenin model for the EKF algorithm and the parameters were derived through experiments. This paper proposes the changed method, which can have the SOC to 0% ~ 100% regardless of the aging of the battery by replacing the rated capacity specified in the battery with the maximum chargeable capacity. In addition, This paper proposes the EKF algorithm to estimate the non-linearity interval of the battery and simulation result based on Ah-counting shows that the proposed algorithm reduces the estimation error to less than 5% in all intervals of the SOC.

The Battery Management System for UPS Lead-Acid Battery (UPS용 납축전지를 위한 배터리관리시스템)

  • Seo, Cheol-Sik;Moon, Jong-Hyun;Park, Jae-Wook;Kim, Geum-Soo;Kim, Dong-Hee
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.22 no.6
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    • pp.127-133
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    • 2008
  • This paper presents the battery management system(BMS) for the optimum conditions of the lead-Acid battery in UPS. The proposed system control the currents and voltages of battery for optimum conditions to estimate the State Of Charge(SOC) in charge or discharge mode. It proved the performance and the algorithm for the estimation of SOC, through the experiments which using the charge and discharge tester and the field tests.

Battery SOC Estimation Using Extended Kalman Filter for HEV System (HEV 시스템을 위한 확장 칼만 필터(EKF)를 이용한 배터리(LiPB)의 충전 상태(SOC) 추정)

  • Kang, Taekyu;Lim, Sangmin;Choi, Jeaho;Windarko, Novie Ayub
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.130-131
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    • 2012
  • 본 논문은 확장 칼만 필터(EKF)를 이용하여 배터리의 SOC(State-of-Charge) 추정 방법을 제안하였다. EKF는 정확한 모델에서만 제대로 동작 할 수 있다. 따라서, 본 논문은 EKF의 적용을 위해 높은 정확도를 가진 전기적 배터리 모델에 대해 설명한다. 배터리 모델은 4.2V, 40Ah의 리튬폴리머 전지에서 추출되었다. 배터리는 Bulk 커패시터, 두 개의 R-C회로, 직렬 저항을 사용하여 모델링하였다. EKF를 모델에 적용하기 위해 캐패시터 전압은 개방 회로 전압(OCV)을 나타내는데 사용된다. EKF는 충/방전 기기인 Maccor 8500에 의해 얻을 실험 데이터로 테스트하였다. 테스트 결과에서 추정의 오차가 최대 5% 정도로 줄일 수 있다는 것을 보여준다.

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A study measuring the entropy of a lithium-ion battery for SOH estimation (SOH 추정을 위한 리튬 이온 배터리의 엔트로피 측정 방법에 관한 연구)

  • Lee, Chang-min
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.381-382
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    • 2015
  • 배터리의 열역학적 인자, 즉, 엔탈피, 엔트로피, 깁스 자유 에너지는 배터리의 상태인 SOH (State Of Health)를 추정하는 데 있어서 매우 밀접한 관련이 있으며, 정밀한 측정을 필요로 한다. 이러한 열역학적 인자 중 엔트로피의 측정이 중요한데 ETM (Electrochemical thermodynamics measurements) 방법이 대표적으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 기존 ETM 방법을 설명하고, 이를 보완한 새로운 엔트로피 측정 방법을 제안하며, 실험을 통해 유효성을 입증한다.

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A Study on the Algorithm for Estimating SOC Variation in Retired Battery Pack Using Sensor Fusion Technique based on Extended Kalman Filter (확장 칼만 필터기반 센서 융합 기법을 통한 폐배터리 팩 내부 셀 간 SOC 불균형 상태 추정을 위한 알고리즘 연구)

  • Park, Jinhyeong;Kim, Gunwoo;Choi, Won Jae;Ryu, Hee-Yeon;Kim, Jonghoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.73-75
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    • 2019
  • 폐배터리를 조합하여 배터리 팩을 구성 시, 사용환경이 상이한 폐배터리 간의 전압/SOC의 편차가 존재하여 장기간 사용시 과충전/과방전과 같은 안전상을 문제가 발생할 가능성이 크다. 따라서 본 논문에서는 확장 칼만 필터를 기반 센서 융합 방법을 사용하여 폐배터리 팩의 셀 간 SOC 불균형을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 검증은 셀간 전압 불균형이 있는 노화된 배터리 팩에 임의의 전류 프로파일을 인가하여 제안된 알고리즘을 검증한다.

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