• 제목/요약/키워드: Battery Charging Method

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RF 열플라즈마를 이용한 이차전지 음극재용 탄소나노실리콘복합소재 합성 (Synthesis of Carbon Nano Silicon Composites for Secondary Battery Anode Materials Using RF Thermal Plasma)

  • 이순직;김대신;연정미;박원규;신명선;최선용;주성후
    • 한국재료학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.257-264
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    • 2023
  • To develop a high capacity lithium secondary battery, a new approach to anode material synthesis is required, capable of producing an anode that exceeds the energy density limit of a carbon-based anode. This research synthesized carbon nano silicon composites as an anode material for a secondary battery using the RF thermal plasma method, which is an ecofriendly dry synthesis method. Prior to material synthesis, a silicon raw material was mixed at 10, 20, 30, 40, and 50 wt% based on the carbon raw material in a powder form, and the temperature change inside the reaction field depending on the applied plasma power was calculated. Information about the materials in the synthesized carbon nano silicon composites were confirmed through XRD analysis, showing carbon (86.7~52.6 %), silicon (7.2~36.2 %), and silicon carbide (6.1~11.2 %). Through FE-SEM analysis, it was confirmed that the silicon bonded to carbon was distributed at sizes of 100 nm or less. The bonding shape of the silicon nano particles bonded to carbon was observed through TEM analysis. The initial electrochemical charging/discharging test for the 40 wt% silicon mixture showed excellent electrical characteristics of 1,517 mAh/g (91.9 %) and an irreversible capacity of 133 mAh/g (8.1 %).

리튬 배터리 등가모델의 정확도 개선을 위한 SOC 계수 보정법 (A SOC Coefficient Factor Calibration Method to improve accuracy Of The Lithium Battery Equivalence Model)

  • 이대건;정원재;장종은;박준석
    • 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.

Building Smart Microgrid Test-Bed를 이용한 전력사용량 패턴 최적화방안 연구 (A Study on the Optimization of Power Consumption Pattern using Building Smart Microgrid Test-Bed)

  • 이상우;강진규;이동하
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.1-7
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    • 2014
  • The microgrid system is the combination of photovoltaic(PV) array, load, and battery energy storage system. The control strategies were defined as multi-modes of operation, including rest operation without use of battery, power charging, and power discharging, which enables grid connected mode or islanded mode. Photovoltaic power is a problem of the uniformity of power quality because the power generated from solar light is very sensitive to variation of insolation and duration of sunshine. As a solution to the above problem, energy storage system(ESS) is considered generally. There fore, in this study, we did basic research activities about optimization method of the amount of energy used, using a smart microgrid test-bed constructed in building. First, we analyzed the daily, monthly and period energy pattern amount of power energy used, and analyzed PV power generation level which is built on the roof. Utilizing building energy pattern analysis data, we was studied an efficient method of employing the ESS about building power consumption pattern and PV generation.

ISG 시스템용 고효율 양방향 DC-DC 컨버터의 설계 및 자율적이며 끊김없는 모드전환을 위한 제어전략 (Design and Control Strategy for Autonomous and Seamless Mode Transition of High Efficiency Bidirectional DC-DC Converter for ISG Systems)

  • 박준성;권민호;최세완
    • 전력전자학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.19-26
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    • 2016
  • In this study, a bidirectional DC-DC converter for idle stop and go (ISG) is developed to reduce fuel consumption. A three-phase non-isolated half-bridge converter is selected through a design method by considering efficiency and volume. According to the state of charge of the batteries at both the low-voltage and high-voltage sides, buck mode, which charges a low-voltage battery from the generated motor energy, and boost mode, which provides power to the motor from the low- and high-voltage battery sides, are required in the ISG system. Hence, an autonomous and seamless bidirectional control method using a variable current limiter is proposed for mode change. A 1.8 kW engineering sample of the proposed converter has been built and tested to verify the validity of the proposed concept. The maximum efficiencies, including gate driver and control circuit losses, are 96.4% in charging mode and 96.1% in discharging mode.

단상 AC Line 호환형 대용량 전원 장치 구현 방안 (Universal Single-Phase Line Compatible High Power AC/DC Converter)

  • 김병석;강경수;노정욱
    • 전력전자학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.297-304
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    • 2015
  • A conventional single-phase high-power system typically generates a large AC line input current at universal 90 VAC condition. Sometimes, this phenomenon can block the Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB), which causes problems. Replacing power facilities is essential to ensure smooth operations. Thus, this paper proposes a method that can drive higher power than the limit of conventional power facilities. The proposed method can reduce the large AC line input current by limiting the input power of Power Factor Correction (PFC). An additional battery circuit can supplement the power deficiency. Specifically, a bidirectional converter with charging and discharging functions was adopted for the battery circuit. Finally, the validity of the proposed system could be confirmed by modal analysis and simulation, and an experiment in 2 KW condition was implemented with a prototype sample as well.

가정용 ESS를 고려한 하이브리드 PCS (A Hybrid PCS Considering on a Residential Energy Storage System)

  • 정두용;김지환;최성촌;이수원;한희민;원충연
    • 전기학회논문지
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    • 제62권1호
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    • pp.63-69
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    • 2013
  • In recent years, technology for storing a preliminary power or a surplus of photovoltaic energy is required. This technique, as well as store a preliminary energy and improve the reliability of the gird safety. This system can plan a efficient power generation through the flexibility of the power supply from the perspective of not only provider but also user. Accordingly, the realization of the smart grid can be expected. This paper proposes a hybrid PCS using a photovoltaic and a lithium-polymer battery with the characteristics of high density energy. The main energy source of a hybrid PCS is a photovoltaic, grid and the auxiliary energy source is a lithium-polymer battery. The operation of a proposed system in this paper is verified with simulation and experimental results.

근전의수의 내구성 시험방법에 대한 연구 (Study on a test method for the endurance of myoelectric hand prosthesis)

  • 최기원;문무성
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.11-15
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    • 2011
  • 본 논문은 사함의 근육에서 발생하는 근전위 신호에 의해서 제어되는 근전의수의 성능에 대한 시험방법을 제안한 것이다. 근전의수는 기계적인 의수, 근전위 신호를 측정하는 표면 근전위 센서, 제어시스템, 그리고 충전용 배터리로 구성되어 있다. 상용화 된 근전의수를 가지고 파지 내구성을 시험한 결과 소음과 파지력은 큰 차이가 없었다. 제안된 시험방법은 내구성 시험을 통하여 근전의수의 신뢰성을 검증하였다.

넓은 부하영역에서 고효율을 얻기 위한 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 스위칭 기법 (Switching Method of 3-phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter to Achieve High Efficiency in Wide Load Range)

  • 정재헌;서보길;선다운;노의철
    • 전기학회논문지
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    • 제64권9호
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    • pp.1306-1314
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    • 2015
  • This paper deals with a switching method of a three-phase interleaved bidirectional DC-DC converter to obtain high efficiency in wide load range. The proposed soft-switching method provides ZVS and ZCS at turn-on, and ZVS at turn-off of the switch as well as considerably reduced conduction loss in light load. Simulation and experiment are carried out with a bidirectional DC-DC converter having the power rating of 3 [kW], and those results show the validity of the proposed switching method.

EV의 저속 회생영역 확장을 위한 토크보정 알고리즘 (Torque Compensation Algorithm for Expansion of Low Speed Regeneration Area of EV)

  • 김우재;원일권;추경민;홍성우;김준찬;김영렬;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.403-404
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    • 2017
  • In an electric vehicle driving system, the regeneration power charging the battery with electricity is applied as the driver controls the brake. This paper is proposed a torque compensation algorithm that can regenerate due to extend regeneration area at the low speed of EV system. In order to verify the proposed method, PSIM simulation is performed and it is confirmed that regeneration occurred the proposed method is regenerated at low speed by comparing the existing method with the proposed method.

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1[kW] 이하의 소형 전동차량용 충전설비 구축에 관한 연구 (A Study on the Construction of Charging System for Small Electric Vehicles Less than 1 [kW])

  • 김근식
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.93-99
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    • 2019
  • 전기 자전거 또는 전동 킥보드와 같은 소형 전동차량은 차량에 장착된 배터리를 충전하여 운행되는데,이들 이용자 중 일부는 공동주택이나 공공시설물에 설치된 비상용 전기 소켓을 시설물 허락 없이 이용하는 경우가 늘어나고 있다. 이와 같은 사유로 간단한 설비 구축만으로 전력의 사용을 승인 받고 아울러 이용 요금을 즉시 지불할 필요성이 건물관리자는 물론 소형 차량 이용자들로부터 증가하고 있다. 본 논문에서는 공동주택이나 공공건물에 기 설치된 15[A] 전기 소켓에 급전제어장치를 추가로 설치하여 1[kW] 이하의 소형 전동차량에 장착된 배터리를 충전하여 사용할 수 있는 기법을 제안한다. 또한 전력 사용자 승인 알고리즘과 사용된 요금의 부과 방안에 대하여도 기술한다. 본 연구의 결과로 소형 전동차량에 장착된 배터리를 손쉽게 충전할 수 있는 환경을 조성함으로써 도전(electricity theft) 방지 효과를 가진 사용자인증 전력공급시스템을 구현한다.