• Journal of Platform Technology
• /
• 제11권2호
• /
• pp.54-65
• /
• 2023

전기자동차에 사용되는 배터리는 전기자동차의 특성상 정격용량이 매우 커다란 배터리이다. 전기자동차를 장기간 운행하거나 교통사고로 전기자동차가 폐차되게 되면 전기자동차용 배터리는 폐배터리가 된다. 폐차되는 차량이더라도 전기자동차용 폐배터리에 남아 있는 용량은 다른 용도로 사용하기에 충분하다. 자동차용 폐배터리는 매우 고가이기때문에 재활용 및 재사용이 필요하지만 재활용 및 재사용을 위한 폐배터리 성능등급 측정기준이 부족한 문제가 있었다. 폐배터리의 잔존용량을 측정하는 방법으로 가장 안정적이고 신뢰할 수 있는 방법은 완전 충·방전을 이용하여 배터리의 잔존용량을 측정하는 것이다. 하지만 이러한 완전 충·방전에 방식에 의한 검사 방법은 배터리의 용량에 따라 다르지만 검사하는데 하루 이상이 걸리는 단점을 가지고 있으며 많은 사람들이 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 본 논문에서는 전기자동차 배터리에 대한 검사 시간을 줄일 수 있는 방법으로 셀간 전압 편차를 활용한 전기자동차 배터리 잔존용량 분석 기법을 연구 분석하였다. 이를 위하여 완전 충·방전 기반의 용량 측정시스템을 구성하고 코나 폐배터리를 이용하여 실험데이터를 수집하였고 배터리 팩을 구성하고 있는 배터리 셀간 전압 편차와 잔존용량과의 상관관계를 분석하여 배터리 검사에 활용할 수 있는지를 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.127-133
• /
• 2008

본 논문에서는 무정전 전원시스템(UPS : Uninterruptible Power Supply)의 에너지 저장용으로 사용되는 납축전지를 최적의 상태로 유지, 관리하는 배터리관리시스템을 설계, 제작하고, 잔존용량을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 배터리관리시스템은 배터리의 충 방전 전류를 제어하여 과방전 및 과충전으로부터 배터리를 보호하며, 충 방전 시 배터리 잔존용량(SOC)을 예측하여 배터리를 최적 상태로 유지하도록 하는 알고리즘이 적용된다. 또한 충 방전 시험기를 이용한 실험과 UPS에 장착한 후 성능 실험을 통해, 제작된 시스템의 성능 및 제안된 배터리 잔존용량 추정 알고리즘의 타당성을 입증한다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.214-219
• /
• 2010

본 논문은 리튬폴리머 배터리의 잔존충전용량 추정을 위한 비선형 퍼지 $H_{\infty}$ 필터의 설계 방법을 제시한다. 배터리 셀의 동적방정식을 T-S 퍼지시스템으로 모델하고 선형행렬 부등식의 해를 이용하여 퍼지필터를 설계한다. 제시한 퍼지 $H_{\infty}$ 필터의 성능을 입증하기 위하여 UDDS 전류 프로파일을 사용한 실험 데이터를 이용하여 모의실험을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
• /
• pp.55-57
• /
• 2020

최근 항공기 분야에서는 기존 내연기관이 아닌 배터리를 이용한 전기 추진 방식(Electric Propulsion)에 대한 연구가 활발하다. 특히 완전 전기 추진 시스템에서는 모든 전력을 배터리로부터 입력받는다. 배터리는 잔존용량에 따라 배터리의 출력전압의 크기가 변하는 특성을 갖는다. 이러한 특성은 전동기 상전류의전고조파 왜율(THD)에 영향을 준다. 본 논문에서는 배터리 잔존용량에 따른 상전류 맥동을 분석하였고, 배터리 동작 특성에 맞추어 상전류 THD 조건을 만족하고 최대 효율로 인버터를 동작하기 위한 스위칭 주파수 선정 알고리즘을 제안하였다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제8권6호
• /
• pp.237-243
• /
• 2017

배터리 팩 수명에 대한 무지는 무인항공기의 추락을 야기할 수 있으며 이로 인해 잔존수명 예측이 잔존 용량 예측에 있어서 중요 요소가 되었다. 전기자동차와는 달리, 소형 무인항공기는 무겁고 복잡한 배터리 관리 시스템을 운반 할 수 없기 때문에, 사고를 예방하기 위해서는 간단하고, 가볍고, 저렴하고, 강력한 배터리 관리 시스템을 적용하는 것이 필요하다. 본 논문에서는, 두 가지 잔존수명 예측 방법들을 보여주는데, 한 가지는 내부 저항을 이용하는 것이며 다른 한 가지는 상보필터를 이용한 $SOC_I$와 $SOC_V$를 사용하는 방법이다. 결과를 통해 30 방전 사이클 후의 잔존용량은 92%로 계산되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.300-304
• /
• 2012

본 논문은 리튬 폴리머 배터리 셀의 잔존충전용량을 추정하기 위한 비선형 관측기의 설계방법을 제시한다. 배터리 셀의 동적방정식은 비선형 전압원을 갖는 간단한 RC 전기회로로 모델하고 파라메터는 비선형 최적화기법을 이용하여 구한다. 관측기 이득은 제곱합 분해기법을 사용하여 오차의 동적방정식이 점근적으로 안정하고 추정오차 감소율이 설계자가 지정한 값 이하가 되도록 설계한다. 관측기의 성능을 입증하기 위하여 UDDS 전류 프로파일을 사용한 실험 데이터를 이용하여 모의실험을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.13-14
• /
• 2015

본 논문은 추정 정확도를 높이기 위해 비례적분 관측기를 이용한 실시간 잔존용량 추정 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증하였고, 초기 잔존 용량이 불명확하거나 배터리 모델 파라미터 값이 실제와 일치하지 않더라도 평균 추정오차는 0.3% 미만으로 확인되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
• /
• pp.195-197
• /
• 2019

자동차용 배터리는 초기 용량의 80% 이하가 되면 교체하게 되며, 근간 폐배터리의 수가 폭발적으로 증가할 것으로 예측되고 있다. 폐배터리의 폐기로 인한 환경 파괴를 방지하고 자원을 재활용하기 위해서 자동차에서 나오는 폐배터리를 에너지저장장치(ESS)로 재사용 하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 폐배터리를 ESS로 재구성하기 위해서는 폐배터리 모듈의 그레이딩을 통해 비슷한 성능의 모듈끼리 모아서 구성하는 것이 매우 중요하다. 배터리 모듈 간의 불균형은 전체 시스템의 성능을 저하시키며, 따라서 비슷한 성능과 잔존 수명을 가진 모듈을 골라내는 일은 폐배터리의 재사용에 있어서 첫 번째 선결 과제가 된다. 본 연구에서는 폐배터리의 상태 및 잔존수명평가를 위해 배터리 모듈의 임피던스 스펙트럼을 측정할 수 있는 장비를 개발하였다. 폐배터리 모듈에 AC 섭동을 인가하고 이를 측정하여 임피던스 스펙트럼을 계산할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어를 개발하였다. 개발 장비는 60V이하의 폐배터리 모듈의 임피던스 스펙트럼을 0.1Hz에서 1kHz까지 측정 가능하며, 측정 결과를 바탕으로 커브 피팅을 통해 등가회로의 파라미터도 계산할 수 있다. SM3에서 얻어진 폐배터리 모듈을 이용하여 측정한 임피던스 스펙트럼을 상용장비인 BIM2로 측정한 결과를 비교하였고, Reduced Chi-Square를 이용한 분석결과 두 데이터가 거의 일치함을 알 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
• /
• pp.58-59
• /
• 2011

본 논문은 전류에 따른 NiMH 배터리의 성능 변화를 충 방전 실험을 통하여 비교 분석하였다. 따라서 실험을 통하여 NiMH 배터리의 데이터시트에 있는 충 방전 특성곡선과 실제 실험을 통한 충 방전 특성곡선을 비교 분석한다. 또한 충 방전 전류의 크기에 따라 변하는 특성곡선의 차이를 비교 분석한다. 전류 변화에 의한 배터리 분석을 위해 0.2C, 0.5C, 1C, 2C 정전류 충 방전 실험과 동일한 C-rate로 펄스전류로 충 방전 실험을 하였다. 실험을 통해서 얻은 데이터로 1차 Randles 등가회로를 통해 C-rate변화와 잔존용량 변화에 의한 파라미터 분석과 잔존용량-개로전압 곡선에서의 충 방전 히스테리시스를 알아보았다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.178-179
• /
• 2016

본 논문에서는 바나듐 레독스 플로우 배터리의 동작원리를 설명하고, C-rate에 따른 특성 분석을 하였다. 전해질 양이 18mL, 22mL일 때 0.1C, 0.3C, 0.5C, 0.7C, 0.9C, 1.0C로 전류의 크기에 변화를 주어 용량을 측정한 후 비교 분석하였다. 더불어 HPPC(Hybrid pulse power characterization) 실험에서 1.0C 일 때 잔존 용량(State-of-charge, SOC)의 변화에 따른 저항을 추출하였고 분석하였다. 그 결과 바나듐 레독스 플로우 배터리의 효율 분석을 위한 파라미터 값을 확인하였다.