• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1431-1438
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• 2013

A pack-level battery hardware-in-the-loop simulation (B-HILS) platform is implemented. It consists of dynamic vehicle models using PSAT and multiple control interfaces including real-time 3D driving and GPS mode. In real-time 3D driving mode, user can drive a virtual vehicle using actual drive equipment such as steering wheel and accelerator to generate the cycle profile of the battery. In GPS mode, actual road traffic and terrain effects can be simulated using GPS data while the trajectory is displayed on Google map. In the latter part of the paper, several performance tests of an actual lithium-polymer battery pack are carried out utilizing the developed system. All experiments are conducted as parts of actual development process of a commercial battery pack adopting 2nd generation Prius as a target vehicle model. Through the experiments, the low temperature performance and fuel efficiency of the battery are quantitatively investigated in comparison with the original nickel-metal hydride (NiMH) pack of the Prius.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.66-69
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• 2000

전기자동차에서 주 에너지원은 축전지이다. 현재전기자동차용 축전지는 에너지 밀도 및 파워 밀도가 커지고 있지만 기존의 자동차에 비해서 주행거리가 짧다. 그래서 전지관리장치(Battery management System : BMS) 개발목적은 효율적으로 배터리를 관리하여 전기자동차의 전력시스템을 최적으로 운전하는 데 있다. 주행 중 즉 모터링시 축전시의 상태에 따라 인버터의 운전을 최적으로 하기 위한 제어방식을 도입하고 충전시에도 축전시의 충전상태에 따른 충전모드를 선택하여 제어하는 방식을 도입하고자 한다. 전기자동차 전력시스템의 최적운전을 실현할 수 있고 이를 통해 주행거리를 증대시킬수 있는 전기자동차 용 Ni-MH 전지 제어 알고리즘을 이용하여 개발한 BMS에 대해 소개한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.413-414
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• 2012

본 논문에서는 C-rate, 온도, SOC (State-of-Charge, 잔존용량)를 고려하여 NiMH 배터리를 모델링하였고, 시뮬레이션 결과를 배터리 실험 결과와 비교하였다. 제안한 배터리 모델은 1차 테브난 등가회로를 기반으로 구성하였으며 Matlab/Simulink 환경에서 구현하였다. 모델을 구현하기 위한 실험으로는 정전류, 펄스전류 실험을 하여 가변온도와 다양한 C-rate에서 변하는 파라미터를 도출하였고, 도출한 파라미터는 룩업 테이블을 이용하여 배터리 모델에 적용하였다. 제안된 배터리 모델을 짧은 시간동안 불규칙하게 변하는 전류 패턴에 대한 시뮬레이션과 실험 파형을 통하여 배터리 모델의 성능을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.235-235
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• 2009

본 연구는 친환경 신새생 에너지를 이용한 전력 시스템을 개발함으로써 전력 IT인 Smart Grid 기술 활용과 더불어 예기치 못한 정전으로부터 중요한 전자 장비를 보호하는 UPS 기능을 갖는 친환경 3.0kW급 하이브리드 연료전지 UPS 시스템을 개발하는 것이다. 이를 위하여 시뮬레이션 기법을 이용하여 소형 경량화에 따른 구성 부품 배치 합리화 및 발생열 최적화 설계를 도출하였으며, 연료전지용 장수명 밀폐형 Ni-MH전지, 고효율 전력변환기, 하이브리드 PMS의 설계 및 제작과 개발된 3kW급 하이브리드 연료전지 UPS 시스템 기능 및 성능 평가를 공인 기관에서 검증받았다. 본 연구를 통하여 개발된 연료전지용 장수명 100Ah급 밀폐형 Ni-MH전지는 밀폐화와 더불어 장수명화 및 저온 방전 특성이 우수한 뿐만 아니라 KS규격을 모두 만족하였으며, 내구성도 DOD100%에서 1,093cycle의 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 전지 설계 및 제작 기술뿐만 아니라 양산화 관련 기술들이 개발되어 향후 고용량, 고출력, 장수명의 축전지가 필요로 하는 분야에 적용될 수 있는 기반이 마련되었다. 또한 고효율 전력 변환기 및 연료전지과 축전지를 조절하는 PMS을 탑재한 소형 경량화 된 친환경 IT제품의 이미지를 구현하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.67-78
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• 1997

현재 가장 널리 사용되고 있는 2차 전지는 Ni/cd 전지이며 카드뮴 전극의 사용으로 인해 공해 유발 문제를 가지고 있다. 그에 따라 공해 유발문제가 작은 전지를 제작하고자 하는 연구가 전세계적으로 진행되었고, 결과적으로 NiMH 전지가 개발되었다. 그러나 NiMH 전지에 사용되는 MH 전극은 희토류 토금속을 사용하기 때문에 전극 제작 비용이 비싼 단점을 가지고 있다. 본 실험에서는 자연 중 존재량이 많은 철 화합물을 음극 물질로 이용하여 공해 유발 문제와 제작비용 문제에 대한 대안을 제시하고자 하였다. 전지의 양극 물질은 Kamath에 의해 개발된 ${\alpha}-Ni(OH)_2$의 합성법을 응용, 제작하였다. 제작된 ${\alpha}-Ni(OH)_2/{\gamma}-FeOOH(an)$ 전지의 충 방전 및 전기화학적 특성을 조사하여 보고하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.505-511
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• 2009

The hydriding and electrochemical characteristics of Zr-based $AB_2$ alloy produced by gas atomization have been extensively examined. For the particle morphology of the as-cast and gas-atomized powders, it can be seen that the mechanically crushed powders are irregular, while the atomized powder particles are spherical. The increase of jet pressure of gas atomization process results in the decrease of hydrogen storage capacity and the slope of plateau pressure significantly increases. TEM and EDS studies showed the increase of jet pressure in the atomization process accelerated the phase separation within grain of the gas-atomized alloy, which brought about a poor hydrogenation property. However, the gas-atomized $AB_2$ alloy powders produced by jet pressure of 50 bar kept up the reversible $H_2$ storage capacity and discharge capacity similar to the mechanically crushed particles. In addition, the electrode of gas-atomized Zr-based $AB_2$ alloy of 50 bar showed improved cyclic stability over that of the cast and crushed particulate, which is attributed to the restriction of crack propagation by grain boundary and dislocation with ch/discharging cycling.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.161-171
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• 1997

$AB_2$ type Zr-based Laves phase alloys have been studied for potential application as negative electrode in Ni/MH batteries. However, They have a serious disadvantage of poor activation behavior in KOH solution. In this work, a new method of alloy design method was tried for improving Zr-based alloy activation. this method has focused on phase controlling to make multi-phase microstructure. In the case of multi-phase Zr-V-Mn-Ni shows good performance in activation, but activation mechanism has not been known. So, we were in search of elucidating this mechanism, Using morphological and electrochemical analysis, we could find that surface morphology and electocatalytic activity of the alloy change during immersion in KOH solution. V-rich second phases are selectively corroded and dissolved and then become Ni-rich phases. Resulting from these surface reaction in KOH solution, self-hydrogen charging occurs through Ni-rich phase. However, the alloy has poor cyclic durability because of such a corrosion mechanism. Therefore, finally we developed durable alloys by substitution of other alloying element.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.273-279
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• 1998

본 논문에서는 제안하는 계단충전방식에서는 직렬로 연결된 전지에 있어서 각 전지의 $\Delta$V=0 시점이 서로 다름을 고려하여 각 전지별로 선택적으로 충전단계를 절환시킴으로써 과충전 또는 부족충전을 예방할 수 있도록 하였다. 또한, 각 단계의 초기에 전지간의 잔존용량의 불균등을 해소하기 위해 시분할 균등충전모드를 추가하였다. 기존의 계단충전방식에 비해 선택적 충전단계절환을 위한 간단한 회로가 추가되지만 과충전과 부족충전을 예방하므로 전지수명과 충전효율을 개선시킬 수 있다.

• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.1034-1040
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• 1997

전기자동차의 동력원으로 사용되는 90Ah급 Nickel/Metal hydride 전지 11개로 구성된 module의 온도특성을 상용 software인 NISA II를 사용하여 해석하였다. 전지 module에 대한 element수를 감축하기 위하여 열전도도가 다른 여러 층을 통하여 전달되는 열흐름에 대한 해석을 전기저항 등가식을 사용하여 단순화하였으며, Cartesian coordinate의 축별로 다른 열전도도를 삽입하는 orthotropic model을 사용하였다. 전지 module의 온도를 낮추기 위하여 알루미늄 재질의 cooling fin을 전지와 전지사이에 삽입하여 실험을 수행하였고, 전지 module 최외곽에 위치한 fin에 의한 최고온도의 강하 효과는 미미하다는 결과를 얻었다. 전지 module내 전지별 온도차이를 극소화하기 위하여 cooling fin의 개수와 두께 그리고 측면 fin의 복합적인 영향에 대한 실험을 수행하였으며, 1mm 두께의 알루미늄 fin을 4개 사용하여 module내 전지별 최고온도의 차이를 $3^{\circ}C$ 이내로 줄일 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.39-44
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• 1996

The discharge capacity of V-Ti-Ni(V-rich) metal hydride electrode during the charge-discharge cycling was investigated in KOH electrolyte. All electrodes were degraded within 25 cycles. To investigate the cause of the degradation phenomena impedance measurements were performed by using E.I.S(electrochemical impedance spectroscopy). The surfaces of the degraded electrodes were examined by Auger electron spectroscopy (AES). It was observed that all electrodes were covered with oxygen from the surface to the bulk, titanium was enriched near surface, and vanadium was dissolved from the surface to the bulk.