• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.130-131
• /
• 2012

본 논문은 확장 칼만 필터(EKF)를 이용하여 배터리의 SOC(State-of-Charge) 추정 방법을 제안하였다. EKF는 정확한 모델에서만 제대로 동작 할 수 있다. 따라서, 본 논문은 EKF의 적용을 위해 높은 정확도를 가진 전기적 배터리 모델에 대해 설명한다. 배터리 모델은 4.2V, 40Ah의 리튬폴리머 전지에서 추출되었다. 배터리는 Bulk 커패시터, 두 개의 R-C회로, 직렬 저항을 사용하여 모델링하였다. EKF를 모델에 적용하기 위해 캐패시터 전압은 개방 회로 전압(OCV)을 나타내는데 사용된다. EKF는 충/방전 기기인 Maccor 8500에 의해 얻을 실험 데이터로 테스트하였다. 테스트 결과에서 추정의 오차가 최대 5% 정도로 줄일 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.214-219
• /
• 2013

본 논문에서는 모델의 불확실성을 갖는 RC 배터리 모델의 State-of- Charge(SOC)를 추정하기 위한 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 일반적으로 SOC를 추정하기 위해 사용하는 RC 배터리 모델은 실제 배터리 셀과 정확하게 일치하지 않고 거기에 따른 모델의 불확실성이 존재하게 된다. 이렇게 불확실성이 존재할 때 그 영향을 최소화하고 보다 정확한 SOC를 추정할 수 있는 강인한 관측기를 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 실제 배터리 셀과 RC 배터리 모델 사이에 모델 불확실성이 존재하더라도 정확한 SOC추정을 위하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 하지만 이러한 강인한 고이득 관측기는 높은 이득으로 발생하는 튐 현상(peaking phenomenon)과 출력 측정오차에 민감하게 반응하여 발생하는 진동(perturbation)이 존재하는 단점이 있다. 그래서 이를 보완하기 위해 슬라이딩 모드 기법을 사용하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 마지막으로 성능 검증을 위하여 선형 관측기, 고이득 관측기를 이용한 SOC 추정결과를 비교한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
• /
• pp.194-195
• /
• 2019

배터리는 사용 기간과 회수가 증가함에 따라 수명이 점차 감소한다. SOH(State-Of-Health)는 배터리의 초기 상태와 현재 상태를 비교하여 배터리의 수명 상태를 나타내는 지표이며, 이는 배터리를 사용함에 있어서배터리의 현재 충전상태를 나타내는 SOC(State-Of-Charge)와 함께 정확한 추정을 필요로 한다. 본 논문에서는 리튬이온 배터리를 C-rate에 따라 노화시키며 각 C-rate별 SOH 추정 경향성을 분석하였다. 배터리의 SOC와 SOH는 확장 칼만 필터를 병렬적으로 사용하는 이중 확장 칼만 필터를 활용하여 추정한다. 배터리의 노화실험은 완전충전과 완전충전을 반복하는 전류 프로파일을 인가하였으며, 실험은 상온(25℃)에서 실행하였다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.44-51
• /
• 2014

This paper describes system definition of the extended range EV and presents cruising strategy of EV mode and ER mode. Also high voltage battery strategic SOC could be indicated and compared depends on various generator working cycles. A C-segment SUV has been produced and carried out cruising test in order to validate on highway, city and hill climbing road. This paper shows advantages and disadvantages of SOC variation on each road environments and presents the strategies as the cruising test results. On the basis of the test result, this paper suggests future works and research directions for strategy of battery management to extended range EV.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.300-304
• /
• 2012

본 논문은 리튬 폴리머 배터리 셀의 잔존충전용량을 추정하기 위한 비선형 관측기의 설계방법을 제시한다. 배터리 셀의 동적방정식은 비선형 전압원을 갖는 간단한 RC 전기회로로 모델하고 파라메터는 비선형 최적화기법을 이용하여 구한다. 관측기 이득은 제곱합 분해기법을 사용하여 오차의 동적방정식이 점근적으로 안정하고 추정오차 감소율이 설계자가 지정한 값 이하가 되도록 설계한다. 관측기의 성능을 입증하기 위하여 UDDS 전류 프로파일을 사용한 실험 데이터를 이용하여 모의실험을 수행하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제11권6호
• /
• pp.1664-1673
• /
• 2016

Lithium rechargeable cells are used in many industrial applications, because they have high energy density and high power density. For an effective use of these lithium cells, it is essential to build a reliable battery management system (BMS). Therefore, the state of charge (SOC) estimation is one of the most important techniques used in the BMS. An appropriate modeling of the battery characteristics and an accurate algorithm to correct the modeling errors in accordance with the simplified model are required for practical SOC estimation. In order to implement these issues, this approach presents the comparative analysis of the SOC estimation performance using equivalent electrical circuit modeling (EECM) and noise suppression technique (NST) in three representative $LiCoO_2/LiFePO_4/LiNiMnCoO_2$ cells extensively applied in electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs) and energy storage system (ESS) applications. Depending on the difference between some EECMs according to the number of RC-ladders and NST, the SOC estimation performances based on the extended Kalman filter (EKF) algorithm are compared. Additionally, in order to increase the accuracy of the EECM of the $LiFePO_4$ cell, a minor loop trajectory for proper OCV parameterization is applied to the SOC estimation for the comparison of the performances among the compared to SOC estimation performance.

• 전기학회논문지
• /
• 제64권4호
• /
• pp.616-622
• /
• 2015

A microgrid which is composed of distributed generation systems, energy storage systems and loads is operated in the grid-connected mode and in the islanded mode. Especially, in the islanded mode, a microgrid should maintain frequency in the allowed range. The frequency is decided by a balance between power supply and power demand. In general, the frequency is controlled by using battery energy storage systems (BESSs) in the microgrid. Especially, droop control is applied to controlling BESSs in the microgrid. Meanwhile, over-charging and deep-discharging of BESS in operation and control cause life-shortening of batteries. In this paper, a fuzzy droop control is proposed to change droop gains adaptively by considering state of charge (SOC) of BESSs to improve the life cycle of the battery. The proposed fuzzy droop control adjusts droop gains based on SOC of BESSs in real time. In other to show the performance of the proposed fuzzy droop control, simulation based on Matlab/Simulink is performed. In addition, comparison of the convention droop control and the proposed fuzzy droop control is also performed.

• 전기학회논문지
• /
• 제65권7호
• /
• pp.1169-1175
• /
• 2016

As an Increased penetration level of renewable resources has caused concerns about primary frequency response, an increase in BESS(Battery Energy Storage System) capacity has been expected because of its fast response to the disturbances in the power system. This paper proposes the Integrated Control Strategy of multiple BESS for effectively providing the primary frequency control in the bulk power systems by coordinating the response, SOC and its recovery of BESS. The proposed strategy prevents multiple BESS from providing exceeding response and keeps the balance between SOC of multiple BESS. In addition, It would recover the SOC of BESS efficiently. The effectiveness of the proposed strategy is verified through various case studies employing Korean power system.

• 한국분무공학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2024

This paper is a numerical analysis study for evaluating the energy efficiency of electric vehicles. Currently, the methods for testing and evaluating the energy consumption efficiency of electric vehicles have limitations such as resources and time. Therefore, there is a need for research on developing models to predict the energy consumption efficiency of electric vehicles. In this study, a numerical analysis research is conducted to predict the energy efficiency of electric vehicles using a vehicle dynamics numerical analysis model. To validate the accuracy of the simulation model, it is compared the results of dynamometer tests with the simulation results and used the Unified Diagnostic Services (UDS) protocol to acquire internal data from the electric vehicle. It is ensured the reliability of the simulation model by comparing data such as motor speed, battery voltage, current, state of charge (SOC), regenerative braking power generation, and total driving distance of the test vehicle with dynamometer test data and simulation model results.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.174-181
• /
• 2018

This study introduces a systematic approach to selecting the internal parameters applied to the equivalent electrical-circuit model (EECM) of a lithium titanium oxide ($Li_4Ti_5O_{12}$; LTO) rechargeable cell. Based on the dynamic characteristic of the cell, a simplified EECM consisting of an open-circuit voltage (OCV), an ohmic resistance, and an RC ladder is fabricated. To select the internal parameters of a simplified EECM, experiments on discharge capacity, OCV, and discharge/charge resistances are performed using hybrid pulse power characterization and direct current internal resistance (DCIR) measurements over the full state-of-charge (SOC) range. The experimental results of the LTO rechargeable cell highlight the importance of correct selection of internal parameters that can reduce EECM errors. This study clearly provides experimental procedures, internal parameters results, and EECM guidelines for adaptive control-based SOC estimation for LTO rechargeable cells.