• 전기전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.345-353
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• 2011

최근 휴대 가능한 스마트폰, 노트북과 같은 모바일 기기의 수요가 급격하게 늘어나고 있다. 또한 이러한 기기는 한 제품에 여러 기능을 추가하는 복합화와 대용량의 멀티미디어 기능과 같은 스마트 기능이 주류를 이루면서 더 많은 전력을 소모하게 된다. 이에 따라 기존의 속도와 성능을 향상시키기 위한 노력에서 한정된 배터리 용량을 효율적으로 사용하여 효율을 극대화 시키려는 노력으로 변화하고 있다. 본 논문에서는 임베디드 프로세서를 이용해 이벤트 드리븐 프로그래밍 방식을 사용한 배터리 관리 시스템을 제안하고 제안된 시스템이 SBS(Smart Battery Specification) v1.1을 만족 할 수 있음을 보였다. 제안하는 배터리 관리 시스템의 특징은 기존의 임베디드 시스템에서 실시간 운영체제를 이용한 배터리 관리 시스템에 비해 전체 코드 크기와, 필요한 메모리 크기를 줄 일 수 있다. 또한 Firmware 형태로 구성하여 쉽게 기존의 운영체제에 포함 할 수 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.390-396
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• 2021

Lithium-ion batteries have been designed and used as battery packs with series and parallel combinations that are suitable for use. However, due to its internal electrochemical properties, producing the battery's condition at the same value is impossible for individual cells. In addition, the management of characteristic deviations between individual cells is essential for the safe and efficient use of batteries as aging progresses with the use of batteries. In this work, we propose a method to manage deviation properties and detect abnormal behavior in the configuration of a combined battery pack of these multiple battery cells. The proposed method can separate and detect probabilistic low-frequency information according to statistical information based on Z-score. The verification of the proposed algorithm was validated using experimental results from 10S3P battery packs, and the implemented algorithm based on Z-score was validated as a way to effectively manage multiple individual cell information.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.459-464
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• 2023

본 논문은 태양광을 이용하여 에너지를 발전하여 생성되는 전력으로 각종 센서 및 환경 모니터링이 가능하도록 계통 독립형 전력을 공급한다. 생산된 잉여 전력은 리튬 배터리에 저장시켜 태양광이 없는 환경에서도 컨테이너 하우스가 원활한 구동이 가능하도록 설계하였다. 긴 장마나 폭설로 인하여 태양광 생성이 어려우면 디젤발전으로 시스템이 멈추지 않고 구동할 수 있도록 하였다. 태양광 및 전력 관리를 위해 BMS(Battery Management System)를 구축하여 태양광 방/충전 및 사용량을 모니터링한다. 각종 센싱 데이터를 자동으로 기록하고 전송되며, 컴퓨터 및 스마트폰 앱을 통해 무선 모니터링이 가능하도록 설계하였다. 본 연구에서 제안하는 컨테이너 하우스는 계통 전원이 없는 오지, 공원, 행사장, 공사현장 등에서 최적의 에너지 운영을 수행함으로써 효율적인 에너지 관리가 가능하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.709-718
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• 2021

최근 선박의 환경오염에 대한 규제가 강화됨에 따라 하이브리드형 전력체계를 갖춘 전기 추진 선박과 같은 스마트 선박에 대한 관심이 높아지고 있다. 전기추진선박에서 사용되는 배터리는 차량 등에 사용되는 배터리보다 용량이 크므로, 가격이 높아지고 유지 보수 측면이 중요하게 여겨진다. 선박용 배터리는 일체형으로 제작되어 배터리관리 시스템에 의해 관리되며, 배터리의 유지·보수는 배터리의 교체를 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 배터리의 용이한 관리를 위해서 예비-셀을 적용한 배터리 모듈과 제어 알고리즘을 설계 및 구현한다. 또한, 전기추진선박 전력 체계 제어에 필요한 데이터를 전력 제어 시스템에 송신 할 수 있도록 제어기를 설계한다. 해당 예비-셀을 적용한 배터리를 사용할 경우 선박 및 배터리 시스템의 안정성이 높아지며, 유지 및 보수 측면에서 이점을 가질 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.457-458
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• 2019

최근 산업의 발전과 함께 고용량의 높은 에너지 밀도의 배터리에 대한 요구가 증가함에 따라 배터리의 빠르고 안정적인 충전에 관한 다양한 요구들이 발생하고 있다. 배터리는 하나의 셀이 아닌 다중 셀의 집합체로써 안정적인 충전을 위해서는 주별 셀 간의 밸런스 유지가 중요 요소이다. 이를 위하여 배터리 관리 시스템인 BMS(Battery Management System)는 배터리 셀의 밸런스 유지를 위한 다양한 방법들을 적용하여 왔다. 그 대표적인 방법으로 저항을 통해 밸런스를 조절하는 Active 방식과 셀간 에너지 교환을 실시하는 Passive 방식이 있다. 그러나 이러한 방법들은 효율 및 수명, 시간 등의 문제가 제기되었다. 이에 따라 본 논문에서는 배터리 셀 Level에서의 새로운 충전 방안을 제시하였으며, 이를 실제적인 시험 시스템을 통하여 그 성능을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.651-654
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• 2010

녹색 성장과 녹색 소비문화는 국제적인 추세이며, 이를 선도하는 분야중 하나인 전기차, 하이브리드차 등의 그린카의 중요성은 주변에서 쉽게 접할 수 있다. 그린카 분야에서 배터리를 활용하는 기술에 대한 연구개발 수준은 관심 차원을 넘어 활성화 되고 있는 단계라 할 수 있다. 이에 따라 2차 전지인 리튬 계열의 배터리를 보다 효율적이고 안정적으로 사용하기 위해 배터리를 관리하고 모니터링 하는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 리튬 계열의 배터리를 관리하고 모니터링하는 기술에 대한 설계 및 활용 방법에 대해 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.577-579
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• 2008

현재 우리사회는 친환경을 요구하는 시대로 접어들었다 세계적인 추세도 같은 방향으로 흐르고 있으며, 이미 미국, 영국, 프랑스, 이태리, 일본 등의 선진국에서는 자연 친화적, 경제적 실리 추구 및 편리성을 추구하면서 청정 에너지를 사용하는 "미래형 이동수단"에 큰 관심을 갖고 우리보다 한발 앞서 나가고 있다. 이중 전기자전거는 배터리를 통해 무공해, 무소음이라는 장점을 가지고 있으며, 유지관리비가 거의 들지 않고 교통체증을 완화시켜주며, 주차에 신경쓰지 않아도 되어 교통수단에 혁신을 가져다 줄 것이라 생각된다. 본 논문에서는 소형이동 수단인 전기자전거에 채용되는 고출력 리튬이온 배터리팩의 관리시스템을 개발하였으며, 기존의 MCU를 채용하는 제품에서의 문제점이었던 소비전류는 크게 저감하고 셀 밸런싱(Cell Balancing), 온도보호(OTP, Over Temperature Protection) 등의 추가기능은 충실히 수행할 수 있으면서도 저가의 전기자전거용 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)을 개발하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.99-107
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• 2017

본 논문은 기존의 리튬 배터리(lithium battery) 등가모델의 정확도 개선을 위한 배터리 모델 계수 보정기법을 제안한다. 전기자동차 등 다양한 산업분야에 사용되는 리튬 배터리의 배터리 셀간 잔존용량(SOC, state of charge) 동일하게 유지하여 배터리 수명의 단축을 최소화하기 위해 BMS(battery management system)가 연구 개발 되었지만, 배터리 셀 전압 기반의 셀 밸런싱(cell balancing) 동작으로 내부저항 및 커패시터에 따른 SOC 변화를 따라가지 못한다. 배터리 내부저항 및 커패시터에 따른 배터리 SOC 추정을 위해 다양한 배터리 등가모델이 연구되었지만, 모든 배터리에 동일하게 적용하는 것은 한계가 있으며 특히 과도상태의 배터리 상태 추정이 어렵다. 기존의 배터리 전기적 등가모델 연구는 1종의 배터리를 대상으로 5~10% 오차율로 충 방전 동적특성을 모사하며 서로 다른 전기적 특성을 갖는 실제 배터리에 적용이 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 모델 및 용량이 다른 실제 배터리 운용환경에 적합하며 오차율 5%이하의 동적특성 모사가 가능한 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 배터리 모델 계수 보정법 검증을 위해 3.7 V 정격전압, 280 mAh, 1600 mAh 용량의 리튬 배터리를 사용하였으며, 리튬 배터리의 전기적 등가 모델로 2단 RC Tank 모델을 사용하였다. 또한 0.25C, 0.5C, 0.75C, 1C 4가지 C-rate를 사용하여 배터리 충 방전 실험 및 모델검증을 진행하였으며 제안하는 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 통해 구현한 두 종류의 배터리 모델의 배터리 충 방전 특성 및 과도상태 특성의 오차율은 최대 2.13%이다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.130-136
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• 2009

A lumped parameter model of Li-ion battery in hybrid electric vehicle(HEV) is constructed and system parameters are identified by using recursive least square estimation for different C-rates, SOCs and temperatures. The system characteristics of pole and zero in frequency domain are analyzed with the parameters obtained from different conditions. The parameterized model of Li-ion battery indicates highly dependant of temperatures. The system pole and internal resistance changes 6.6 and 18 times at $-20^{\circ}C$, comparing with those at $25^{\circ}C$, respectively. These results will be utilized on constructing model-based state observer or an on-line identification and an adaptation of the model parameters in battery management systems for hybrid electric vehicle applications.

• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.569-582
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• 2023

납축전지는 가장 오래된 충전식 배터리 시스템으로 현재까지 충전식 배터리 분야에서 자리를 지키고 있다. 이 배터리는 다양한 이유로 열폭주 현상이 생기는데 이는 큰 사고로 이어질 가능성이 있다. 그렇기 때문에 열폭주 현상을 예방하는 것은 배터리 관리 시스템의 핵심부분이다. 최근에는 열폭주 위험 배터리 셀을 기계학습으로분류하는 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 비지도학습인 DBSCAN 클러스터링과 통계적 방법을 사용하여 열폭주 위험 셀 탐지 및 검증 알고리즘을 제안하였다. BMS에서 측정한 lead-acid 배터리의 저항 값만을 사용하여 열폭주 위험 셀 분류 실험을 진행하였고 본 논문에서 제안한 알고리즘이 열폭주 위험 셀을 정확히 검출해 냄을 보여주었다. 또한 본 논문에서 제안한 알고리즘을 사용하여 배터리 내 열폭주 위험이 있는 셀과 노이즈가 심한 셀을 분류할 수 있었으며 그리드 서치를 통한 DBSCAN 파라미터 최적화를 통해 열폭주 위험 셀을 초기에 검출해 낼 수 있었다.