The battery charge/discharge process, the final step of the secondary battery production process, requires real-time precision controls for improving both lifetime and performance of the battery cell. In this paper, we present embedded system design for precision control of the secondary battery charge/discharge production process using low power embedded processor based on embedded linux. This system receive charge/discharge command from the main server through ethernet. Compared to existing charge/discharge control system, our design makes low cost and precision control system possible.
본 연구는 PV모듈, 밧데리, 충·방전시스템 등으로 구성된 태양광 가로등을 대상으로 소규모 독립형 태양광 발전 시스템(SPVS)을 연구하였다. 태양전지의 발전 효율을 증가시키고 밧데리를 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위해 병렬로 연결된 밧데리를 개별적으로 제어할 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 기존의 방식에 비해 밧데리 충전효율이 증가되고 충방전 횟수를 50%정도 감소시킬 수 있다. 또한 병렬 연결된 전지를 개별적으로 충전 혹은 방전 모드로 제어함으로서 일부 밧데리 고장시에도 일정기간 동안은 정상동작이 가능하고, 밧데리의 고장이 정상적인 밧데리로 전이되는 것을 예방할 수 있어 시스템 유지 보수비용을 줄일 수 있어 태양광 가로등에 적용할 경우 비용절감이 가능할 것으로 예상된다.
This paper studies stand-alone photovoltaic array for solar lighting lamp. The solar lighting lamp has PV modules, batteries. and charge & discharge system. The charge efficiency is improved for the control of each battery which is divided the charge from the discharge to change the structure of existing solar lighting lamp charge & discharge system. so, the charge and discharge times are reduced of 50%. and the depth of discharge control can be controlled in the discharge cut off voltage. This can be effective of battery use. If a battery is out of order, this system can be executed for a regular period. so we saved the repair cost and developed of system's stabilization. It is possible economical effect to apply for solar lighting lamp used photovoltaic array.
This paper proposes a study on the configuration of balancing of plant(BOP) and implementation of battery management system(BMS) functions for vanadium redox flow battery(VRFB) and propose a method consists of sensor and required design specifications BOP system configuration. And it proposes an method of the functions implementation and control algorithm of the BMS for flow battery. Functions of BMS include temperature control, the charge and discharge control, flow control, level control, state of charge(SOC) estimation and a battery protection through the sensor signal of BOP. Functions of BMS is implemented by the sensor signal, so it is recognized as a very important factor measurement accuracy of the data. Therefore, measuring a mechanical signal(flow rate, temperature, level) through the BOP test model, and the measuring an electrical signal(cell voltage, stack voltage and stack current) through the VRFB charge-discharge system and analyzes the precision of data in this paper. Also it shows a good charge-discharge test results by the SOC estimation algorithm of VRFB. Proposed BOP configuration and BMS functions implementation can be used as a reference indicator for VRFB system design.
태양광 발전이나 풍력발전과 같은 신재생 에너지를 효과적으로 사용하기 위해서는 고성능 축전지 충 방전 컨트롤러가 필수적이다. 본 논문에서는 PIC 마이크로프로세서를 사용한 태양광 발전 축전지 충방전 컨트롤러를 설계, 제작하였다. 컨트롤러의 핵심이 되는 제어부는 정확하고 안정된 동작을 위해서 산업용 마이크로프로세서인 PIC16C711를 사용하였고 제어프로그램은 CCS-C 언어로 작성하였다. 사용자의 편리성을 향상시키기 위해 낮에도 축전지 전원을 사용할 수 있도록 설계하였으며, 전류 조정 기능으로 향후 신소재 개발에 따른 다양한 축전지에 대응할 수 있게 하였다.
To increase the efficiency of the photovoltaic, almost photovoltaic appliances are controlled by Maximum Power Point Tracking(MPPT). Existing most of the PV MPPT techniques have used power which multiplies sensed output current and voltage of the solar cell. However, these algorithms are unnecessarily complicated and too expensive for small and compact system. The other hand, the proposed MPPT technique is only one sensing of the MPPT converter's output current, so there is no need to insert another sensors of battery side. Therefore, this algorithm is simpler compared to the traditional approach and is suitable for low power solar system. Further, the novel proper charge/discharge algorithm for the battery with PV MPPT is developed. In this algorithm, there is CC battery charge mode and load discharge mode of the PV cell & battery dual. Also we design current control to regulate allowable current during the battery charging. The proposed algorithm will be applicable to battery included solar cell applications like solar lantern and solar remote control car. Finally, the proposed method has been verified with computer simulation.
The trend of increasing of portable electric devices and demand for global environmental conservation have demands the development of high energy density rechargeable batteries. Lithium polymer battery has excellent theoretical energy density and energy conversion efficiency. Lithium polymer battery, included solid polymer electrolyte(SPE), can be viewed as a system suitable for wide applications from thin film batteries for microelectronics to electric vehicle batteries. The purpose of this paper is to research and development of flyash anode for lithium polymer battery. We investigated AC impedance response and charge/discharge characteristics of flyash/SPE/Li cells. The radius of semicircle associated with the interfacial resistance of flyash/SPE/Li cell increased very slowly during discharge process from 3.11V to 0.478V. And then the cell resistance was decreased at discharge process from 10% SOC to 0% SOC. Also, The radius of semicircle associated with the interfacial resistance of flyash/SPE/Li cell decreasing very slowly during charge process. And then the cell resistance was increased after 20th discharge precess. The discharge capacity based on flyash of 1st and 20th cycles was 276mAh/g and 143mAh/g.
본 논문에서는 무정전 전원시스템(UPS : Uninterruptible Power Supply)의 에너지 저장용으로 사용되는 납축전지를 최적의 상태로 유지, 관리하는 배터리관리시스템을 설계, 제작하고, 잔존용량을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 배터리관리시스템은 배터리의 충 방전 전류를 제어하여 과방전 및 과충전으로부터 배터리를 보호하며, 충 방전 시 배터리 잔존용량(SOC)을 예측하여 배터리를 최적 상태로 유지하도록 하는 알고리즘이 적용된다. 또한 충 방전 시험기를 이용한 실험과 UPS에 장착한 후 성능 실험을 통해, 제작된 시스템의 성능 및 제안된 배터리 잔존용량 추정 알고리즘의 타당성을 입증한다.
본 논문에서는 PCU(Power Control Unit)의 성능을 최적화 시킬 수 있는 동작모드를 제안하고 제작하여 그 결과를 보고 하였다. 특히 세 개의 기능별 모듈이 최적의 동작 상태를 유지할 수 있도록 버스의 전압과 연동되게 제어회로를 구성하여 동작 우선순위를 정하고 필요에 따라 자동적으로 동작하도록 최적 동작 제어 방식을 제안하였다. PCU는 태양광 전력을 부하와 연결된 버스에 정전압으로 변환시키는 S3R(Sequential Switching Shunt Regulator)과 보조 에너지 저장장치인 배터리에 잉여 전력을 저장하는 BCR(Battery Charge Regulator) 및 배터리에 충전되어 있던 전력을 부하에 공급하는 BDR(Battery Discharge Regulator)로 구성되어 있다. 세 개의 전력변환 모듈은 위성용 전원장치의 특성상 높은 신뢰성을 유지하기 위해서 각각의 모듈이 병렬로 동작하며, 특히 각 모듈의 기능이 최적의 상태를 유지하기 위해서 안정된 버스 전압이 상시 유지되어야 한다.
식 구간에서 인공위성이 필요로 하는 모든 전력을 공급하는 배터리의 수명은 인공위성의 수명과 직결된다. 배터리의 수명은 배터리 충전 방식에 의해 영향을 받으므로, 배터리 충전을 제어하는 전력제어유닛은 배터리 수명을 고려하여 설계되어야 한다. 배터리 충전은 낮 구간에서 태양전지로부터 생성된 전력을 전력제어유닛의 충전 전류 제어를 통해 이루어진다. 계절마다 다른 식 구간의 빈도를 고려하고 배터리 과충전 방지를 위하여 배터리 충전관련 변수들은 계절에 따라 각각 다르게 설계되어야 한다. 또한 충전 시 과전류 충전과 과전압 충전을 방지하기 위해 배터리 충/방전 상태, 충전전류 양, 배터리 전압, 배터리 용량, 배터리 온도, 배터리 셀 전압 등을 모니터링 하여 충전 전류를 제어한다. 인공위성에서는 각 조건을 반영하여 충전 전류를 제어하는 tapering 방식을 사용한다. 본 논문에서는 tapering 충전 방식을 적용한 인공위성 전력제어유닛의 배터리 충전 알고리즘을 설계한다. 설계된 알고리즘을 위성에 업로드 할 수 있는 코드로 변환하고 구축된 위성환경에서의 시험을 통해 동작을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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