• 전력전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.139-146
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• 2019

As the number of electric vehicles (EVs) in Jejudo Island increases, the secondary use of EV batteries is becoming increasingly mandatory not only in reducing greenhouse gas emissions but also in promoting resource conservation. For the secondary use of EV batteries, their capacity and performance at the end of automotive service should be evaluated properly. In this study, the battery state information from the on-board diagnostics or OBD2 port was acquired in real time while driving three distinct routes in Jejudo Island, and then the battery operating characteristics were assessed with the driving routes. The route with higher altitude led to higher current output, i.e., higher C-rate, which would reportedly deteriorate state of health (SOH) faster. In addition, the SOH obtained from the battery management system (BMS) of a 2017 Kia Soul EV with a mileage of 55,000 km was 100.2%, which was unexpectedly high. This finding was confirmed by the SOH estimation based on the ratio of the current integral to the change in state of charge. The SOH larger than 100% can be attributed to the rated capacity that was lower than the nominal capacity in EV application. Therefore, considering the driving environment and understanding the SOH estimation process will be beneficial and necessary in evaluating the capacity and performance of retired batteries for post-vehicle applications.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.183-191
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• 2021

A battery management system (BMS) provides some functions for ensuring safety and reliability that includes algorithms estimating battery states. Given the changes caused by various operating conditions, the state-of-health (SOH), which represents a figure of merit of the battery's ability to store and deliver energy, becomes challenging to estimate. Machine learning methods can be applied to perform accurate SOH estimation. In this study, we propose a Long-Term Recurrent Convolutional Network (LRCN) that combines the Convolutional Neural Network (CNN) and Long Short-term Memory (LSTM) to extract aging characteristics and learn temporal mechanisms. The dataset collected by the battery aging experiments of NASA PCoE is used to train models. The input dataset used part of the charging profile. The accuracy of the proposed model is compared with the CNN and LSTM models using the k-fold cross-validation technique. The proposed model achieves a low RMSE of 2.21%, which shows higher accuracy than others in SOH estimation.

• 한국추진공학회지
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• 제25권1호
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• pp.68-76
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• 2021

본 연구에서 대상으로 삼은 직렬 하이브리드 시스템은 무인기용으로 왕복엔진, 발전기, 배터리를 주 동력원으로 사용한다. 발전기는 왕복엔진의 구동축에 직결되며, 왕복엔진-발전기 세트의 운용 특성은 지상통합시험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 해당 시험 결과를 바탕으로 왕복엔진-발전기 출력과 배터리 출력을 효율적으로 사용하기 위한 제어로직을 제시하였고, 로직에 따른 왕복엔진-발전기와 배터리의 출력 변동은 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 그 결과, 발전기 출력은 제시된 제어로직에 의해 배터리 출력과 함께 추진요구전력을 공급함을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제34권5호
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• pp.430-433
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• 2010

리튬이온 전지에 사용되는 가스켓 재료는 내전해액성, 전기절연성, 압축 영구 줄음률, 비오염성, 저온성이 요구된다. 가스켓 고무에 적용되는 충전제의 특성을 살펴보기 위하여 EPDM(ethylene propylene diene monomer), NBR(nitrile butadiene), FKM(fluoro elastomers)에 카본블랙 및 실리카계 충전제의 함량을 조정하여 compoud를 만들었다. 이렇게 배합된 compound를 리튬이온 전지의 작동 환경을 고려하여 전해액에 대한 장기평가 및 압축 영구 줄음률, 저온성에 대한 평가를 실시하였다. 본 실험에서는 카본블랙 및 실리카계 충전제를 사용하여 각 충전제에 따른 고무재료의 물리적 화학적 특성에 대하여 검토하였다.

• 공업화학
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• 제25권6호
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• pp.592-597
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• 2014

본 연구에서는 리튬이차전지의 음극활물질로 graphite의 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 졸-겔 법에 의한 graphite/$SiO_2$ 복합소재를 제조하였다. 제조된 graphite/$SiO_2$ 합성물은 XRD, FE-SEM과 EDX를 사용하여 분석하였다. $SiO_2$에 의해 표면 개질된 graphite는 SEI 층을 안정화시키는데 장점을 보여 주었다. Graphite/$SiO_2$ 전극을 작업 전극으로, 리튬메탈을 상대전극으로 하여 리튬이차전지의 전기화학 특성을 조사하였다. $LiPF_6$ 염과 EC/DMC 용매를 전해질로 사용하여 제조한 코인 셀의 전기화학적 거동은 충방전, 사이클, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 진행하여 평가하였다. Graphite/$SiO_2$ 전극을 사용한 리튬이차전지는 graphite 전극을 사용한 전지보다 우수한 특성을 보여주었으며, 0.1 C rate에서 465 mAh/g의 용량을 보여주었다. 또한 개질된 graphite 전극은 0.8 C rate에서 99%의 용량 보존율을 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4692-4697
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• 2014

태양광 전원은 태양광 패널이 설치된 지역의 위치와 날씨 그리고 기후 등에 매우 큰 영향을 받으며, 전원으로서의 사용시간의 제한과 출력의 불확실성이라는 특성을 갖는다. 이러한 태양광 전원의 불확실성을 가능한 줄이기 위해, 태양광 전원의 출력에 대한 오랜 기간 동안의 데이터를 분석하여 출력의 평균값을 산출해 내었다. 태양광 전원의 출력의 평균값은 태양광 전원에 직접 연결되어 그리드에 안정적인 전력을 공급하기 위한 Li 에너지 저장장치의 적정 용량산정과 운용방식에 꼭 필요한 데이터이며, 이로부터 Li 배터리의 충방전모드에 의해 그리드에 일정한 출력의 전력을 공급하는 것이 가능하도록 하였다. 태양광 전원과 Li 배터리를 포함하는 시스템이 악조건의 그리드 운전상태에서의 동작특성을 관찰하기 위해 Li 배터리의 충전율이 100%에서 10%로 단시간에 감소될 정도의 과부하 상태에 대해 태양광 전원과 Li 배터리의 운용특성을 분석하고 Li 배터리 셀 단위의 출력 및 온도특성을 해석하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.217-222
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• 2018

배터리의 열화는 SoC 및 SoH의 변화에 따라 결정된다. 배터리의 열화를 판정하기 위해 전달 함수에 의한 배터리 SoC를 측정 하는 방법을 연구 하였다. 배터리의 SoC는 DC 저항이 검출되는 1Hz 대역에서 가장 크게 변화 한다. 하지만 관측하기 협소한 대역이기 때문에 톤버스트 신호를 입력신호로 사용하여 배터리의 주파수 응답대역을 대역을 1kHz로 이동 시켰다. 신호의 주파수 영역 특성을 관측을 위해 Welch스펙트럼 추정 방법을 사용하였다. 스펙트럼 추정 결과 배터리의 응답 신호는 SoC가 40%, 60%, 80% 일 때 각각 1dB의 차이를 갖는 것을 확인 하였으며, 이를 통해 새로운 배터리 SoC의 측정 방식을 제안 하였다.

• 전기화학회지
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• 제12권2호
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• pp.162-166
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• 2009

탄소 피복된 Si/Cu 분말을 기계적인 볼-밀링(ball-milling) 방법과 고온에서 탄화수소가스 분해 방법에 의해 제조하여 리튬이차전지용 음극으로 사용하였고 이에 대한 전기화학적 거동을 조사하였다. 천연흑연(natural graphite)을 이용하여 탄소 피복된 Si/Cu/graphite 복합체 음극소재를 제조하였으며 천연흑연 음극소재와 전기화학적 특성을 비교하였다. 탄소 피복된 Si/Cu 음극의 가역적 비용량은 초기 10 싸이클까지 지속적인 증가를 나타냈다. 탄소 피복된 Si/Cu/graphite 복합체 음극의 가역적 비용량은 $0.25mA/cm^2$ 전류밀도에서 450mAh/g이고 초기 싸이클 효율은 81.3%로 나타났다. 복합체 음극의 싸이클 성능은 가역적인 비용량값을 제외하고 천연흑연 음극과 유사하게 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.179-185
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• 2014

Average temperature and temperature uniformity in a battery cell are the important criteria of the thermal management of the battery pack for hybrid electric vehicles and electric vehicles (HEVs and EVs) because high power with large size cell is used for the battery pack. Thus, liquid cooling system is generally applied for the HEV/EV battery pack. The liquid cooling system is made of multiple cooling plates with coolant flow paths. The cooling plates are inserted between the battery cells to reject the heat from batteries to coolant. In this study, the cooling plate with U-shaped coolant flow paths is considered to evaluate the effects of coolant flow condition on the cooling performance of the system. The counter flow and parallel flow set up is compared and the effect of flow rate is evaluated using CFD tool (FLUENT). The number of counter-flows and flow rate are changed and the effect on the cooling performance including average temperature, differential temperature, and standard deviation of temperature are investigated. The results show that the parallel flow has better cooling performance compared with counter flow and it is also found that the coolant flow rate should be chosen with the consideration of trade-off between the cooling performance and pressure drop.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권4호
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• pp.939-949
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• 2017

고장 예지 및 건전성 관리 기술(Prognostics and Health Management; PHM)은 시스템의 현재 상태를 진단하고 향후 발생 가능한 고장 시점을 신뢰성 있게 예지하는 기술로써 유지 보수 비용의 절감 및 시스템의 안정성 향상을 꾀하고자 하는 다양한 산업분야에서 활발하게 이용되고 있다. 스마트 그리드의 에너지 저장장치, 전기차, 스마트폰, 항공우주산업 등 광범위한 사용처에서 중요한 에너지원으로 사용되고 있는 배터리 또한 성능 저하 및 폭발의 위험성으로부터 자유로울 수 없기 때문에 이러한 고장 예지 및 건전성 관리 기술이 반드시 적용되어야 할 어플리케이션이다. 본 논문에서는 PHM의 기본적인 개념을 소개함과 동시에 배터리의 잔존 유효 수명(Remaining Useful Life; RUL)을 예측하는 각종 알고리즘 및 성능 평가 지표 서술에 초점을 맞추도록 한다. 더불어 배터리의 기능적 동작 원리 및 전기화학 기반의 모델링에 대한 설명을 통해 향후 잠재적인 가능성을 지닌 배터리의 전반적인 특성에 대한 깊은 이해 및 응용 기술에 대한 통찰력을 제시하고자 한다.