• 제목/요약/키워드: 잔존 용량

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리튬이온전지의 Smart Battery System (Smart Battery System of Lithium ion Batteries)

  • 김현수;문성인;윤문수;고병희;박상건;신동오;유성모;이승호
    • 전기화학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.132-137
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    • 2001
  • 최근 리튬이온전지를 채용한 노트북 PC의 수요는 계속 증가하고 있으며, 노트북 PC용 전지로는 잔존용량과 사용가능 시간을 정확하게 예측하며, 스스로 최적조건으로 충방전을 제어할 수 있는 SBP(smart battery pack)를 많이 채용하고 있다. SBP는 과충전, 과방전 및 과전류로부터 리튬이온전지의 안전성을 확보하기 위한 보호회로부 (protection IC)와 잔존용량 및 사용가능시간 등의 계산을 위한 지능회로부 (smart IC)로 구성되어있다. 보호회로는 충전 및 방전 FET를 이용하여 이상전류를 차단하며, SBS(smart battery system)는 system host, smart battery 및 smart battery charger로 구성되어 있다. 향후, SBP에 사용되는 IC는 저가이면서, 소비전류가 낮고, 소형화가 요구된다. 또한, microcomputer control type의 IC를 사용하고, 최적의 알고리즘을 개발하여 잔존용량 및 사용가능시간을 정확하게 예측할 필요가 있다. 이러한 SBS 기술은 노트북 PC 이외에도 전기자전거, 전기자동차, 전력저장용, 군사분야 등 광범위한 분야에서 사용될 것으로 예상된다.

ESS 잔존수명 추정 모델 경량화 연구 (Lightweight Model for Energy Storage System Remaining Useful Lifetime Estimation)

  • 유정운;박성원;손성용
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.436-442
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    • 2020
  • ESS(energy storage system)는 재생에너지 자원의 증가 등의 영향에 따라 최근 다양한 분야에서 중요한 전력원으로 자리 잡고 있다. ESS는 사용에 따라 가용 용량이 지속적으로 감소하므로 잔존수명을 관리하는 것이 중요하다. 잔존수명의 추정을 위하여 주기적으로 점검자가 확인하는 방식이 사용될 수도 있으나, 관리시스템을 통하여 자동으로 모니터링되고 관리되는 것이 일반적이다. ESS 사업자 관점에서 정확도 높은 상태추정은 경제적, 효율적 운용을 위하여 중요하다. 잔존수명추정 모델은 운영에 따른 사이클 노후화와 기간 경과에 따른 캘린더 노후화를 고려하여 구성되며 복잡한 수학적 연산을 필요로 한다. ESS에 탑재되는 저비용 저성능의 프로세서에 잔존수명 추정모델의 적용을 위해서는 모델의 적절한 경량화 방안이 요구된다. 본 논문에서는 낮은 수준의 프로세서에서 연산이 용이하도록 ESS 잔존수명예측 모델을 경량화하였다. 시뮬레이션 평가 결과 ESS 잔존수명 추정 기준모델과 제안하는 모델간 오차는 1% 이내로 나타났다. 또한, 제안된 모델의 성능개선 효과 검증을 위하여 ATmega328을 기반으로 비교 평가를 수행하였을 때, 76.8~78.3%의 컴퓨팅 시간 단축을 확인하였다.

고압 및 특고압 전력케이블의 절연진단 및 유지보수 관리방법 [3]

  • 김보경;목영수;이관우;박대희
    • 전기기술인
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    • 제257권1호
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    • pp.15-20
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    • 2004
  • (4)내전압시험법의 동향 - 상용주파에 의한 내전압시험은 수트리 열화정도와 잔존파괴성능의 관계 및 수트리 진전속도등이 아직 명확해지지 않았지만, 전력케이블의 열화진단에 유용할 것으로 생각되며, 케이블 길이 가 긴 경우에는 전원용량 때문에 시험설비가 대형화되어지는 문제가 있다. 최근에는 교류내전압 시험과 동등한 능력을 갖고 건전케이블에 미치는 영향이 작고 시험설비가 작아질 수 있는 이점을 가진 감쇠진동파법, 초저주파법 등이 검토되고 있다.(중략)

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ANN을 이용한 리튬이온 배터리의 SOH 예측기법 연구 (Artificial Neural Network based SOH prediction of lithium-ion battery)

  • 권상욱;한동호;김종훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.133-134
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    • 2018
  • 배터리의 효율적인 사용을 위해 배터리 관리 시스템(BMS)는 중요하다. 그 중 배터리의 잔존 수명을 나타내는 지표인 SOH(State of Health)를 예측하기 위해 본 논문에서는 18650 리튬이온 셀에 전기적 노화 실험(Cycle Life Test)을 적용하였다. 방전 용량 및 저항 변화에 의한 SOH 변화를 인공 신경망(Artificial Neural Network)을 사용하여 예측하도록 설계하고 이에 대한 검증을 수행하였다.

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배송용 무인항공기를 위한 최적 배터리팩 설계 툴 (Optimal Battery Pack Design Tool for the Delivery UAV)

  • 정성훈;정헌
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.219-226
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    • 2017
  • 무인항공기 산업이 성숙해짐에 따라 촬영, 정찰, 구조 등 많은 분야에 무인항공기가 적용되고 있으며, 이로 인하여 신속한 무인항공기의 하드웨어의 설계, 특히 배터리팩의 설계가 필요하게 되었다. 수직이착륙 형태의 배송용 무인항공기의 편리한 배터리팩 구성 설계를 위한 자동 배터리팩 설계 툴을 개발하였다. 전류, 전압 패턴, 여러 셀 사양, 원하는 배터리팩 전압 등의 입력을 하면, 자동 배터리팩 설계 툴이 균질 셀 또는 이종 셀들을 결합하여 최소 중량과 최대 용량을 갖는 배터리팩을 계산한다. 또한 이 툴은 설계된 배터리팩 구성의 사용에 따른 용량 감소 경향을 예측할 수 있다.

온도의 영향성을 고려한 리튬폴리머 전지의 절대용량 추정 방법 (Absolute Capacity Estimation Method with Temperature Effect for a Small Lithium-polymer Battery)

  • 김한경;곽기호
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.26-34
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    • 2016
  • Military devices and systems powered by batteries need to operate at extreme temperature and estimate the available capacity of the battery at different temperature conditions. However, accurate estimation of battery capacity is challenging due to the temperature-sensitive nature of electrochemical energy storage. In this paper, Peukert's equation with temperature factor is derived, and methods for estimating the absolute capacity of lithium-polymer battery and the state-of-charge(SOC) with respect to varying currents and temperatures are presented. The proposed estimation method is experimentally verified under three different discharge currents(0.5 A, 1 A, 3 A) and six different temperatures ranging from -30 to 45 deg. C. The results show the proposed method reduces the Peukert's estimation error by up to 30 % under or at extreme condition.

소독약 자동 주입장치용 납축전지의 과 방전 방지시스템 (Over Discharging Protection system of Leak Acid Battery for Automatic Water Sanitizer Device)

  • 배철오;박영산
    • 해양환경안전학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.161-165
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    • 2012
  • 충전과 방전이 빈번히 발생하는 축전지의 사용수명을 늘리고 안정적인 사용을 위해서는 과 방전을 방지하는 것이 가장 중요한 요인중 하나이다. 축전지의 건강상태를 파악하는 방법에는 여러 가지로 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서도 본 논문에서는 가장 간단하게 축전지의 상태를 파악할 수 있는 단자전압을 이용하는 방법을 활용하여 축전지의 잔존용량을 파악하였다. 일정 전압 이하로 축전지의 전압이 떨어지지 못하도록 간단하게 비교기를 이용하여 과 방전이 되지 못하도록 설계 제작하였다. 상수도 시설이 없는 장소의 저수조탱크의 물 소독을 목적으로 제작된 태양광발전을 응용한 소독약 자동 주입장치의 축전지에 설계한 회로를 제작 설치하여 그 동작실험을 하고 그 유용함을 확인하였다.

Electric Battery Sensor를 이용한 Battery의 상태 예측 알고리즘 개발 (Algorithm of Battery's Status Prediction using Electric Battery Sensor)

  • 노희진;이세원;고국원
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.753-756
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    • 2011
  • 지속적인 충/방전에 의하여 표준 수명 보다 더 빠른 노화 현상을 일으키는 배터리의 효율적인 관리를 위하여, 배터리의 내부 상태를 모니터링 하였다. 정확한 배터리 모니터링을 위해서 해당하는 배터리의 잔존 용량 및 잔존 수명을 정확히 예측할 수 있어야 하며, 이를 위해 Open Voltage를 사용한 실험, 에너지 보존 법칙에 의한 충전 전류 측정법, 시동 시 최대 전류와 내부 저항의 변화량을 알아내는 실험을 하였다. Open Voltage 실험 결과, SOC수치에 따른 특정 전압의 범위를 알 수 있었고, 이 전압은 온도에 의해 변동된다는 것을 확인할 수 있었다. 충전 그래프를 그려본 결과 충전횟수와 완충에 걸리는 시간은 반비례하며, 배터리 내부에 충전되는 총 전류의 양과도 관계가 있었다. 시동 실험에서는 최저 전압 드롭 값과 최대 공급 전류의 범위를 알 수 있었으며, 특정 SOC 구간 내 내부 저항의 값을 차이를 알 수 있었다. 이 값들은 각 SOC의 수치에 비례한 결과를 보였다. 이 결과들을 정리하여, 배터리 내부 상태를 예측하는 방법을 제안하고자 한다.

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마코프체인 몬테카를로 방법을 이용한 에너지 저장 장치용 배터리의 잔존 수명 추정 (Remaining Useful Life Estimation of Li-ion Battery for Energy Storage System Using Markov Chain Monte Carlo Method)

  • 김동진;김석구;최주호;송화섭;박상희;이재욱
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권10호
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    • pp.895-900
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    • 2016
  • 리튬 이온 배터리의 잔존수명 추정은 품질보증, 운전계획, 교체주기 파악 등을 위해 활용된다는 점에서 그 필요성이 점점 커지고 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 장치용 배터리의 잔존 수명을 단일지수 용량열화 모델과 마코프체인 몬테카를로(MCMC) 방법을 이용하여 추정한 결과를 제시한다. MCMC방법은 사전 정보가 제대로 주어지지 않았을 때, 추정결과가 모델 초기값과 입력 설정값에 따라 크게 변하게 되는 단점이 있어, 실제 현장에서 배터리 모델과 추정법에 익숙하지 않은 사용자가 활용하는데 어려움이 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위해, 본 논문에서는 베이지안 추론법의 이론식을 전역 탐색하여 구한 이론값과 MCMC 추정값을 비교해서, 초기값과 설정값을 결정하는 과정을 제안한다.

이모작(二毛作) 답(畓)에서 질소시용량(窒素施用量)이 보릿짚 분해(分解)와 수도생육(水稻生育) 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響) (Effects of Amount of Nitrogen Application on Decomposition of Barley Straw and Growth & Yield of Rice in Paddy Field of Double Cropping)

  • 유철현;양창휴;이상복;강승원;한상수;김성조
    • 한국토양비료학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.167-174
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    • 2000
  • 본 연구는 2년간('97~'98) 벼 2모작 재배시 질소시용량별 보릿짚의 분해정도(分解程度)와 벼 생육(生育) 및 수량성(收量性) 변이(變異)를 조사하기 위하여 전북통(全北統)에서 시험한 결과는 다음과 같다. 보릿짚의 탄소잔존률(炭素殘存率)은 질소시 용량이 많을수록 적어졌으나 질소잔존률(窒素殘存率)은 증가하였고 C/N율(率)은 낮아졌다. 보릿짚시용시 토양미생물(土壤微生物)은 방사선(放線菌)>셀룰로오스분해균(分解菌)>세균(細菌)>사상균(絲狀菌) 순으로 많았다. 보릿짚시용에 의한 질소기아현상(窒素飢餓現象)은 분얼기(分蘖期)에 나타났으나 질소 $144kg\;ha^{-1}$시용구에서는 나타나지 않았다. 보릿짚시용으로 초장(草長), 간장(稈長), 수장(穗長)이 짧아졌으나 질소 $103kg\;ha^{-1}$ 시용구에서는 보릿짚무시용과 큰차이가 없었다. 보릿짚시용시 쌀수량(收量)은 질소 $108kg\;ha^{-1}$ 시용구에서 보릿짚무시용구와 같았으며 질소 90, $144kg\;ha^{-1}$ 시용구에서는 보릿짚무시용구(無施用區) 대비(對比) 감소폭(減少幅)이 컸다.

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