• 제목/요약/키워드: 방전상태

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이차전지의 상태 감시 및 수명 예측 알고리즘 개발 (Development of State of Charge and Life Cycle Evaluation Algorithm for Secondary Battery)

  • 박재범;김병기;송석환;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.369-377
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    • 2013
  • 현재 전기자동차와 신재생에너지전원의 출력안정화에 필수적인 2차전지가 개발되고 있고, 2차전지의 효율적인 운용을 위하여 상태감시 기술과 수명예측 기술이 요구되고 있다. 기존의 2차전지 상태감시 방법으로는 전압과 비중에 의한 충전상태평가 방법 등이 있으나, 이 방법은 온도에 따라 변화되는 전압과 비중의 특성을 고려할 수 없는 한계점을 가지고 있다. 즉, 2차전지의 SOC를 평가하기 위해서는 전지 케이스 내부의 전해액 온도에 따라 달라지는 비중 값을 측정해야 하지만, 대부분의 2차전지는 밀폐형으로 보급되고 있어서 전해액의 상태를 파악하기 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전지내부의 온도를 보정하는 열전달식을 유도함으로 정확한 SOC평가 알고리즘을 제시하였다. 또한 2차전지의 수명 예측 방법으로는 내부저항 측정 또는 잔존 용량 측정 등의 수명 예측 방법들이 있으나, 충 방전상태와 충전 후 방치시간, 사용 환경 등 여러 가지 요인에 의해 2차전지의 수명을 정확하게 판단하기 어렵다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해 $20^{\circ}C$로 환산된 비중 값에 대하여 전지의 충 방전에 대한 비중누적 값을 계산함으로 충 방전 사이클을 판정하는 수명예측 알고리즘을 제시하였다. 상기에서 제시한 알고리즘을 바탕으로 시험 장치를 제작하여 다양한 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존의 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 알고리즘이 정확한 연축전지의 상태감시 및 수명예측에 대한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

저압 수은 방전에서의 근사화한 충돌 단면적을 사용한 전자 에너지 분포함수 해석 (The analysis of electron energy distribution function using the approximated collision cross section in the low-pressure mercury discharge)

  • 류명선;이진우;지철근
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제3권4호
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    • pp.49-56
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    • 1989
  • 약 이온화되어 있는 기체 방전에서 전자 에너지 분포함수는 계산상 어려움으로 인하여 맥스웰 분포를 가정하나 이러한 가정은 실제 방전내의 전자 에너지 분포함수와 차이를 보이게 된다. 본 논문에서는 저압 수은 방전에 대하여 전자온도, 관벽온도, 전자밀도, 포화증기압밀도를 변수로 사용하여 볼쯔만식을 해석하였다. 구성된 방정식으로부터 정상상태를 가정하여 구한 전자 에너지 분포함수는 보통 적용하는 맥스웰 분포와 꼬리부분에서는 많은 차이를 보였다. 특히 충돌 단면적을 에너지의 함수로 근사하여 식을 간략화함으로써 분포함수를 간편하게 구할 수 있으며 광범위하게 적용할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한 명확한 이론에 근거한 해석적 모델을 제시하여 분포함수의 해석을 용이하게 하고 계산과정을 간편하게 하였다.

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마이크로폰을 이용한 코로나 방전의 측정 및 분석 (Detection and Analysis of Partial Discharges in Insulation Oil by a Monopole Antenna)

  • 조향은;박대원;김민수;길경석;천상규
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2011년도 후기공동학술대회 논문집
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    • pp.68-68
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    • 2011
  • 본 논문에서는 수배전반의 상태진단을 위하여 코로나 방전에 의해 발생하는 음향신호의 측정 및 분석에 대하여 기술하였다. 침-평판 전극계를 제작하여 코로나 방전을 모의하였으며 음향신호의 측정에는 감도 4 mV/Pa, -3 dB의 주파수 대역이 4 Hz~100 kHz인 마이크로폰을 사용하였다. 코로나 방전에 의한 음향신호의 주파수 분석결과, 주파수 성분은 10 kHz~80 kHz에 분포하였으며 20 kHz~40 kHz의 성분이 가장 우세하게 나타났다.

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레이놀즈수 변화에 따른 대기압 플라즈마 제트의 방전 특성 변화

  • 김윤중;진세환;노준형;송서진;이예권;최민성;김희주;권기청;조광섭
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.240.1-240.1
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    • 2014
  • 대기압 플라즈마 제트 장치에 주입되는 기체의 유량 변화에 따른 방전 특성을 유체역학적으로 해석하였다. 장치에 주입되는 기체의 유량 변화는 레이놀즈수에 의한 유체 흐름의 상태 변화와 베르누이 정리에 의한 압력 변화를 동반한다. 유리관에 주입되는 기체의 레이놀즈수가 Re<2000이면 층류이며 Re>4000이면 난류, 2000

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수계 나트륨 이차전지용 고속 충·방전 음극 활물질로서의 폴리피롤-CNT (Polypyrrole-coated Carbon Nanotube as High Capacity Anode Material for Aqueous Rechargeable Na-ion Battery)

  • 임하나;이호년;김현종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.253-253
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    • 2015
  • 수계 나트륨 이차전지는 발화 위험이 전혀 없고, 기존 유기계 리튬 배터리에 비해 고속 충 방전 특성을 가지며, 리튬 대신 나트륨을 적용해 가격 경쟁력에서도 매우 우수한 포스트 리튬 이차전지로 알려져 있다. 본 연구에서는 폴리피롤을 CNT 표면에서 중합하여 나노 코드 형태의 PPy/CNT를 제조하여 수계 나트륨 이차전지의 음극 활물질로 적용하였다. 폴리피롤과 CNT의 복합화에 의해 이론용량에 가까운 용량을 얻을 수 있었으며, 10C 이상의 고속 충 방전 조건에서도 안정적인 출력을 보이는 것으로 확인하였다. 벌크상태의 PPy에서는 볼 수 없는 독특한 전기화학적 특성이 있음을 확인하였으며, 폴리피롤에서의 독특한 충 방전 메커니즘을 제안할 수 있었다.

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초고압 선로 부분방전 On-line 모니터링 시스템 개발 (Development of On-line PD Monitoring System for High Voltage Power Cable System)

  • 김충식;이창영;김원년
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 전기설비
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    • pp.58-60
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    • 2005
  • 초고압 선로에 대한 풍부한 진단 경험과 축적된 Know-how를 바탕으로 선로의 이상유무를 원격으로 진단, 감시하는 On-line PD Monitoring System을 개발하였다. 초고압 선로의 이상 유무를 활선상태에서 정밀하게 진단할 수 있는 전기적인 측정방법으로 부분방전이 유일하다. 그러나 부분방전 신호는 미약하고 주위 노이즈와 구분이 어렵기 때문에 측정 뿐만 아니라 분석하기가 어렵다. 부분방전 측정 장비는 이러한 노이즈를 효과적으로 제거하고 측정된 신호를 의미있는 정보로 가공하여 사용자에게 제공해 주어야 한다. 본 논문에서는 이러한 조건들을 충족하는 고성능의 원격 진단시스템에 관하여 서술하였다.

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모세관 방전의 전기 및 유체역학적 특성 계산 (Calculation of Electrical and Hydrodynamic Properties of Capillary Discharge)

  • 김성호;김진성;이영현;양경승
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1548-1549
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    • 2006
  • 모세관 방전은 내벽의 절연 물질이 용발되어 수만도 영역에서 고압의 플라즈마를 생성하는 장치로서 이로부터 분사된 플라즈마 제트는 추진제 점화나 신물질 제조 둥에 이용할 수 있다. 본 연구에서는 수십 $m{\Omega}$ 영역에서 수 ms에 걸쳐 수십 kA의 펄스 전류가 흐르는 모세관 방전에 대해 플라즈마의 온도 및 압력에 의해 결정되는 저항을 통하여 펄스 전원 회로를 해석하며, 이로부터 공급되는 오옴열에 의해 플라즈마의 온도, 압력 등이 결정되는 유체역학적 변화를 수치적으로 계산하였다. 이 결과는 용발에 의해 정상 상태에 도달하는 플라즈마의 특성을 잘 보여주고 있으며, 모세관 방전 실험의 전기적, 유체역학적 변수 예측에 유용하게 쓰일 수 있다.

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통신위성 배터리 충,방전기 설계 및 해석 (Design and Analysis of a Battery Charge and Discharge Regulator of Communication Satellite)

  • 최재동
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권7호
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    • pp.118-126
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    • 2003
  • 본 연구에서는 모듈형태의 배터리 충-방전기가 정상상태뿐만 아니라 과도상태에서 예기치 못한 결함이 발생할지라도 실패 없이 전원을 공급하는 것이 가능한 병렬형 양방향 컨버터로 설계되어졌다. 컨버터 모듈은 안정성, 성능 및 고신뢰성을 얻기 위해 독립적인 제어가 가능하도록 설계되었으며, 제어기를 위해 사용된 평균전류모드방식은 노이즈 면역, 빠른 응답 및 평균전류 신호 획득과 같은 장점을 갖는다. 병렬 연결된 배터리 충-방전기에 대한 등가모델이 제시되었으며, 충전연속모드, 방전연속/불연속 모드에 대한 전달함수가 분석되었다. 병렬 양방향 컨버터는 스텝 부하변화와 하나의 컨버터 모듈 실패에 대해 각각 수행되었다. 그리고 병렬 양방향 컨버터의 성능이 실험결과들을 통해 검증되었다.

서포트 벡터 머신 기반 폐리튬이온전지의 건전성(SOH)추정 예측에 관한 연구 (A Study on the prediction of SOH estimation of waste lithium-ion batteries based on SVM model)

  • 김상범;김규하;이상현
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권3호
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    • pp.727-730
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    • 2023
  • 전세계적으로 온실가스 및 미세먼지 저감을 위한 탄소중립 정책에 따라 전기차보급이 확대될 전망이다. 전기자동창의 운용은 열악한 환경에서 사용되고 충전과 방전 등을 거듭할수록 에너지밀도가 낮아지고 내부분리막의 손상등의 이유로 건전성이 떨어짐에 따라 차량의 주행거리가 줄고, 충전 속도가 느려지는 이유로 대략 5~10년 정도 사용한 배터리들은 폐배터리로 분류하며 이 같은 이유로 배터리 화재 및 폭발 등의 위험성이 높아 지게 됩에 따라 배터리의 진단 및 SOH의 추정이 필수적이라 할 수 있다. 배터리 SOH추정은 매우 중요한 요소로 현재는 배터리 충방전을 반복하면서 소요되는 시간, 온도, 전압을 측정하여 배터리의 상태를 평가하는데 정확도가 낮다. 불안정한 폐배터리를 다수의 반복적 충전과 방전을 통해 진단하는 과정에서 화재 및 폭발의 취약점을 보완하여 신뢰성이 높은 폐배터리의 상태데이터를 취득할 수 있는 기반을 마련하고 본 논문에서는 리튬이온 배터리의 SOH예측을 위해 테슬라 폐배터리를 이용한 방전 용량 측정을 바탕으로 획득한 데이터를 서포트 벡터 머신 기반으로 예측하고자 하였다.

상압플라즈마를 이용한 제독기술 소개

  • 조광남
    • 국방과기술
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    • 3호통권289호
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    • pp.66-77
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    • 2003
  • 상압플라즈마(APPJ)1)는 반응성이 좋은 이온화된 기체로서 유해한 부산물을 생성해 내지 않고 병원균과 독성 물질의 중화가 가능하며, 저온에서 운용되기 때문에 전자.정밀장비에 손상을 주지 않는 제독무기체계로 활용이 가능한 혁신적인 신기술이다. 아크와 코로나 방전의 장점들만 재조합하여 저압상태에서 반응성이 매우 좋은 입자들을 고밀도로 생성할 수 있으므로 대기압 상태에서 일정한 비열의 플라즈마 방출이 가능한 것으로 판단되다.

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