• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.70-71
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• 2011

최근 신재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 에너지 저장 장치로 친환경적인 2차 전지가 전기 에너지 저장 매체로 관심을 받고 있다. 2차 전지는 다양한 전자기기의 구동전원으로 널리 사용되고 있다. 2차 전지의 수명은 충방전과 관련이 있으며, 특히 니켈 수소 전지의 경우 과충전에 의한 온도 상승은 배터리 수명에 직접적인 영향을 준다. 경제성을 고려할 때 2차 전지는 배터리 관리 시스템을 필요로 하며, 충방전 전압과 전류 및 온도를 고려하여 충방전이 제어 되어야 한다. 본 논문은 범용 프로세서와 전압 전류 센서 및 온도센서를 사용하여 배터리의 자동 충방전 데이터 수집장치를 개발에 관한 것이다. 충방전 전압은 0.5V에서 15V까지 설정이 가능하도록 설계하였다. 제작된 장치로 충방전에 따른 배터리의 온도 변화가 측정 및 분석 가능 하였으며, 배터리 전압은 5mV 단위로 충방전이 가능함을 확인하였다.

• Information and Communications Magazine
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• v.33 no.7
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• pp.53-58
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• 2016

본 논문에서는 전력선(Power Line Communication, 이하 PLC)통신을 이용하여, 납축배터리의 효율적인 충방전 관리 및 배터리 수명의 지표로 쓰일 수 있는 내부저항 측정 방법에 대하여 알아본다. 또한 이러한 시스템에 대한 임베디드 플랫폼을 설계하고, 실제 UPS환경과 연동시 고려해야 할 사항에 대하여 알아본 후, 이를 해결 할 수 있는 방안을 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.152-153
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• 2012

본 논문에서는 리튬이온 배터리 셀을 이용한 4kWh급 배터리팩의 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System) 개발을 연구하였다. 리튬이온 배터리는 셀의 특성 때문에 반드시 배터리 관리 시스템이 필요하며, 배터리 팩으로 제작시 각 셀의 상태 모니터링 및 보호를 위하여 필수적인 장치이다. 제작된 배터리 관리 시스템은 충방전 시험과정을 거쳐 순수 전기자동차에 사용될 배터리 관리 시스템으로 사용가능함을 실험하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.345-346
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• 2014

본 논문에서는 배터리팩의 안전한 충방전 관리를 위해 배터리팩의 전류 제한 지표인 state-of-power (SOP)를 구하는 알고리즘을 제안한다. 직렬 연결된 배터리 팩의 SOP를 구하기 위해서는 각 셀의 배터리 파라미터 추정 과정이 필수적이다. 이를 구현하기 위해 듀얼 확장 칼만 필터 (DEKF)를 사용하였으며 효율적인 운용을 위해 DEKF의 사용량을 줄이는 방안을 제시한다. 실험을 통해 배터리 파라미터 추정 결과를 확인하였다.

• 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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2004.07b
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• pp.830-833
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• 2004

UPS 시스템에서 정전시 안정적인 전력공급을 방해하는 요소의 대부분은 배터리의 불량이 차지하고 있다. 일반적으로 UPS 시스템에 적용되는 배터리는 일정시간이 경과되면 전체를 교체하는 관리시스템을 가지며, 주기적인 방전시험을 실시하지만 교체기준에 대한 명확한 방안이 마련되어 있지 않다. 일부에서는 배터리의 내부저항 혹은 임피던스를 측정하여 배터리의 교체여부를 판단하는 기준으로 삼고 있지만 배터리의 비선형적 특성으로 인하여 그 오차범위는 크다고 할 수 있다. 또한 배터리는 부동충전시에는 정상적인 특성을 보이지만 방전시 불량 특성이 나타나는 경우가 많고, 리튬-이온 배터리의 경우 내부저항은 수십$[m\Omega]$의 비교적 큰 값을 가지지만 UPS에 적용되는 납축전지의 경우 수$[m\Omega]$ 정도의 아주 낮은 내부저항을 가져 측정오차에 의해 불량 여부를 명확히 판단하지 못하는 경우가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점에 착안하여 평상시에는 배터리의 개별셀 전압, 온도, 전체전압 및 보관함의 온도, 충방전 전류, SOC(State of Charge)를 현장 및 원격지의 모니터링 PC로 전송하여 사용자에게 보여주며, 정전으로 인한 방전시에는 내부저항과 개별셀의 용량을 계산하고 이를 통해 교체시기를 결정할 수 있도록 구성되어 있으며, 실험을 통해 타당성을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.60-62
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• 2013

기본적으로 많은 인자들에 의해 영향을 받는 배터리 시스템은 일반적으로 사용 용도에 따라 단위 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 하나의 배터리 모듈을 형성하고 있다. 다수개의 단위 배터리 셀을 연결하여 하나의 배터리 모듈로 사용하는 경우, 개별 셀의 활물질 및 전해액의 미소 변동, 충방전 사이클 차이, 온도의 영향에 따라 배터리 특성이 다르게 나타난다. 이러한 특성으로 인해 충전 및 방전이 진행됨에 따라 셀간의 전압 불균형 현상이 발생하고 이로 인해 배터리 수명은 급격하게 감소하여 배터리 교체와 같은 경제적 손실을 초래한다. 본 논문에서는 배터리의 성능과 안전성을 확보하기 위해 배터리 밸런싱에 관한 연구를 수행하였다. 기존의 수동적 밸런싱의 단점을 보완한 능동적 밸런싱을 사용하였고 제안한 회로의 기능 및 성능의 검증을 위해 배터리 관리 장치 보드를 설계 및 제작하여 시험한 결과 개선된 기능이 원활히 수행됨을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.299-300
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• 2011

상이한 전기화학적 특성을 가진 단위 셀들을 미리 선별하여 팩의 안전한 운용 및 배터리 관리 시스템의 성능 향상을 위해 스크리닝(screening)은 필수적이다. 그러므로, 본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)을 이용한 리튬 이온 배터리 스크리닝 방법을 제안한다. 제안된 방식은 축소된 하이브리드 자동차용 전류프로파일을 통해 얻어진 충방전 전압을 이산 웨이블릿 변환에 적용하여 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분으로 분리하고, 각 단계별로 얻어진 성분들의 통계처리를 실시하여 스크리닝을 구현한다. 특히, 마지막 단계에서의 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분은 배터리의 State-of-health(SOH)를 예측하기 위한 성분으로 정의된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.455-456
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• 2017

본 논문에서는 리튬 인산철 배터리($LiFePO_4$)의 내부 파라미터 추출 방법으로 전기화학적 기반인 정전류식 간헐적 적정 테크닉(galvanostatic intermittent titration technique;GITT)을 사용하였다. 배터리 관리 시스템(battery management system;BMS) 알고리즘의 기본적으로 들어가는 충방전 저항을 미세 구간으로 나누어 볼 수 있다. SOC(state-of-charge)에 맞는 저항 성분을 찾을 수 있고, 미소 용량 정보를 알아내어 특정 SOC 구간에서의 LFP 배터리 최적 운용 구간을 알 수 있다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.6 no.6
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• pp.467-473
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• 2001

BMS(Battery Management System) in EV system(Electric Vehicle) senses voltage, temperature and the charging or discharging current of batteries. The main roles of BMS are to estimate SOC(State OF Charge) of batteries and optimally monitor them according to the operation state of EV system which is motoring mode or charging mode. In this paper, we propose the proper algorithm about BMS's roles and operation which is suitable to EV system and illustrate validity and effectiveness through the experiments which were performed in the condition of Vehicle road test and charging test.