• KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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• v.12 no.3
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• pp.133-140
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• 2023

The performance of lithium ion batteries depends on the usage environment and the combination ratio of cathode materials. In order to develop a high-performance lithium-ion battery, it is necessary to manufacture the battery and measure its performance while varying the cathode material ratio. However, it takes a lot of time and money to directly develop batteries and measure their performance for all combinations of variables. Therefore, research to predict the performance of a battery using an artificial intelligence model has been actively conducted. However, since measurement experiments were conducted with the same battery in the existing published battery data, the cathode material combination ratio was fixed and was not included as a data attribute. In this paper, we define a training data model required to develop an artificial intelligence model that can predict battery performance according to the combination ratio of cathode materials. We analyzed the factors that can affect the performance of lithium-ion batteries and defined the mass of each cathode material and battery usage environment (cycle, current, temperature, time) as input data and the battery power and capacity as target data. In the battery data in different experimental environments, each battery data maintained a unique pattern, and the battery classification model showed that each battery was classified with an error of about 2%.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.1196-1199
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• 2017

A series-hybrid power system was designed for quad-tilt prop UAV and the characteristics was analysed. The power system consists of a 4.5kW rotary engine-generator and a li-battery as power sources, a power controller manages the overall power and supplies to the vehicle system. The output power of the engine is to be matched with the generator performance considering mechanical driving loss and generating efficiency, and also loss for charging and discharging of the battery energy. It is applied that the constant speed operation of the engine-generator to minimize overall fuel consumption by integrating the generating power and the battery energy, consequentially the battery capacity and characteristics could be important factors for improvement of the system efficiency.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.35-36
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• 2013

본 논문은 EV(Electric Vehicle)에 사용되는 배터리의 충/방전 전류에 따른 SOC(State of Charge) 및 전압특성을 Matlab Simulink로 구현하였으며, 검증을 위해 양방향 DC-DC 컨버터를 설계하여 실험을 하였다. 배터리 모델에 사용된 파라미터는 Randles등가회로를 기반으로 펄스방전을 통해 추출하였고, 단자전압 계산부에 3D Look-up 테이블을 이용해 적용하였다. SOC계산부는 전류에 따른 용량변화를 보상하기 위해 Peukert Effect를 적용하였으며, FTP-75 전류패턴으로 온도($0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$)에 따라 실험한 결과 시뮬레이션의 오차율은 5%로 높은 정확도를 갖는 것을 확인을 통해 검증 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.7-8
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• 2011

최근 하이브리드 및 전기자동차의 집약적인 발전과 함께 충전기술이 대두 되고 있다. 본 논문은 충전기능만을 고려한 단방향 충전시스템에서 양방향 배터리 충/방전 시스템에 대하여 서술한다. 양방향 시스템은 주차 된 차량의 배터리를 저장 매체로 활용하여 V2G(Vehicle to Grid)기술로 활용할 수 있어 잉여전력에 대해서 계통으로 전력을 전송할 수 있다. 용량은 가정용으로써 3.3kW 탑재형 단상 양방향 충/방전기에 대한 시뮬레이션과 실험을 통해 결과를 도출했다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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• pp.153-154
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• 2012

여러 개의 셀을 직렬 연결하여 사용하는 대용량 리튬-이온 배터리 사용이 많아지면서 각 셀 간의 전압 평형문제가 중요해지고 있다. 직렬 연결된 각 셀들의 전압이 평형을 이루지 않게되면 그 배터리의 용량을 충분히 활용하지 못하게 되고 배터리 수명 또한 줄게 된다. 셀들 간의 전압 불균형을 바로 잡기 위해선 별도의 셀 전압 균등화 회로가 필요 하다. 본 논문에서는 플라이백 다권선 변압기를 이용한 셀 균등화 회로에서 2차측의 누설 인덕턴스에 의해 생길 수 있는 출력 전압의 차이를 LC필터를 통해 보상하여 셀을 일정한 전압으로 평형을 이룰 수 있도록 하는 회로를 제안하고 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1319-1322
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• 2015

일반적으로 이차전지를 이용한 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)과 전기 자동차(EV, Electric Vehicle)에 사용되는 전지(Battery)는 용량에 따라 직 병렬로 수십 개에서 수 만개의 배터리가 사용되기도 한다. 이러한 많은 배터리를 제어하고 관리하기 위해 필요한 것이 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)이다. 이러한 BMS는 ESS(Energy Storage System, 에너지저장시스템)의 핵심부품으로서, 관련업계에서는 새로운 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 최근 개발되고 있는 AC 임피던스를 이용한 SOH 예측 기능을 검증할 수 있는 DSP(Digital Signal Processing) Platform 기반으로 Master-Slave 형태의 BMS를 개발하였으며, Master-Slave간에는 CAN 통신을 이용하여 제어성, 확장성을 용이하게 함으로써, 새로운 SOH 알고리즘 구현 및 성능 검증을 손 쉽게 구현할 수 있게 되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.418-419
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• 2010

본 논문에서는 스크리닝에 기반한 리튬이온 배터리 팩의 state of charge (SOC) 추정방법을 연구하였다. 전기화학적 특성이 서로 유사한 셀들을 미리 선별하는 스크리닝 방법을 통해 직렬, 병렬, 직/병렬팩이 구성될 때, 이러한 팩의 전기화학적 등가회로 모델은 단위 셀 대비 일정한 경향성을 보이는 용량, open circuit voltage (OCV) 등의 파라미터 정보를 토대로 기존 단위 셀 모델과 동일한 모델 구축이 가능하다. 이를 통하여 extended kalman filter (EKF)를 이용한 배터리 팩의 SOC 추정이 가능함을 보인다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.04b
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• pp.271-273
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• 2009

본 논문은 연료전지의 동특성을 모델링하고 시뮬레이션 결과를 이용하여 시스템에서 에너지 보상 배터리의 최적화 설계 방법을 제안하였다. 다양한 전기화학방정식과 실제 연료전지의 측정 데이터를 기반으로 연료전지 모델링을 수행하고, 시뮬레이션 결과를 분석하여 시스템에서 요구되는 전력을 계산하여 배터리를 용량을 산정 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.265-266
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• 2014

전기자동차에 적용되는 배터리 전압은 배터리의 용량, 크기, 중량 및 가격 등과 같은 사항에 의해 제한을 가진다. 따라서 전기자동차 구동을 위해 전류 제어를 수행할 경우 배터리 전압 제한에 따라 제어기의 포화가 발생할 수 있고, 이는 와인드업 현상을 야기한다. 와인드업 현상은 울렁거림 현상, 큰 오버슈트 및 느린 정착 시간과 같은 과도상태 응답 특성을 저하시키고 심각할 경우 시스템의 불안정을 초래한다. 자동차의 특성상 가 감속 및 정지, 출발과 같이 급변하는 기준 명령의 변화가 빈번하기 때문에 승차감 및 안정성에 있어 과도상태의 응답 특성이 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 전기자동차용 유도전동기를 위한 반포화 적분-비례 제어기를 제안하고, 실험을 통해 제어 성능의 우수함을 보인다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.451-452
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• 2015

본 논문은 리튬 폴리머 배터리 전기적 등가 회로 모델의 정확도 향상을 위하여 내부 파라미터를 결정하는 개선된 방법을 제안한다. 종래의 파라미터 결정 방법이 내부 용량성 임피던스의 영향으로 부정확해지는 현상을 분석하고, 해결방안을 제시한다. 제안하는 방법으로 얻어진 배터리 모델의 정확성은 시뮬레이션 결과 및 단전지의 실험적 결과를 통하여 검증한다.