• 제목/요약/키워드: battery modeling

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PSCAD/EMTDC를 이용한 전지전력저장시스템의 수리모형에 관한 연구 (A Study on Mathematical Modeling of Battery Energy Storage Systems using PSCAD/EMIDC)

  • 김용상;김재언;노대석;김재철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.1035-1037
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    • 1997
  • This paper deals with the mathematical modeling of battery energy storage systems interconnected with the distribution system. This battery model takes account of self-discharge, battery storage capacity, internal resistance and overvoltage. The model components are decided by using an approximation technique and experimental results. This model can be used to evaluate battery performance of battery energy storage systems interconnected with distribution system.

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Modeling of Lithium Battery Cells for Plug-In Hybrid Vehicles

  • Shin, Dong-Hyun;Jeong, Jin-Beom;Kim, Tae-Hoon;Kim, Hee-Jun
    • Journal of Power Electronics
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    • 제13권3호
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    • pp.429-436
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    • 2013
  • Online simulations are utilized to reduce time and cost in the development and performance optimization of plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) and electric vehicles (EV) systems. One of the most important factors in an online simulation is the accuracy of the model. In particular, a model of a battery should accurately reflect the properties of an actual battery. However, precise dynamic modeling of high-capacity battery systems, which significantly affects the performance of a PHEV, is difficult because of its nonlinear electrochemical characteristics. In this study, a dynamic model of a high-capacity battery cell for a PHEV is developed through the extraction of the equivalent impedance parameters using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Based on the extracted parameters, a battery cell model is implemented using MATLAB/Simulink, and charging/discharging profiles are executed for comparative verification. Based on the obtained results, the model is optimized for a high-capacity battery cell for a PHEV. The simulation results show good agreement with the experimental results, thereby validating the developed model and verifying its accuracy.

FEMLAB을 이용한 리튬이온전지의 발열특성 평가모델링 (Evaluation Modeling Heat Generation Behavior for Lithium-ion Battery Using FEMLAB)

  • 이대현;윤도영
    • 청정기술
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    • 제18권3호
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    • pp.320-324
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    • 2012
  • 본 연구에서는 리튬이온전지의 방전특성에 따른 열발생 속도를 계산하여 전지의 특성을 평가하였다. 이를 위하여 Butler-Volmer 식을 지배방정식으로 하여, 유사 2차원 모델링을 적용하고, 편미분 연산자인 FEMLAB을 이용하여 전산모사를 수행하였다. 전류밀도를 5 $A/m^2$에서 25 $A/m^2$까지 증가시켜 계산을 수행한 결과, 전류밀도가 증가함에 따라 전극표면에서 고체상 리튬의 소모량이 증가되는 것으로 나타났다. 이로 인한 확산제한의 발생시점이 단축되었으며, 동시에 리튬이온전지의 내부 전위가 컷오프 전위에 도달하는 시점에서 열발생 속도가 급격하게 증가되는 현상을 보여주었다.

슬라이딩모드 관측기를 이용한 하이브리드 자동차용 리튬배터리 충전량 예측방법 (State of Charge Estimator using Sliding Mode Observer for Hybrid Electric Vehicle Lithium Battery)

  • 김일송
    • 전력전자학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.324-331
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    • 2007
  • 본 연구에서는 슬라이딩 모드 관측기를 사용한 리튬 배터리의 충전량 예측방법에 대해서 논의한다. 배터리의 비선형 회로 모델링 기법이 소개되고 슬라이딩 모드 관측기를 사용한 충전량 예측기의 설계 방법이 논의된다. 기존의 복잡한 배터리 모델링 방법 대신, 단순화된 저항-커패시터 모델링 방법이 본 연구에서 사용되었다. 단순화된 모델에 의해 발생되는 오차나 불확실성은 슬라이딩 모드 관측기에 의해 보상되었다. 슬라이딩 모드 관측기의 구조는 단순하지만, 모델링 에러나 외란에 대해서 강인한 특성을 보여준다. 제안된 제어기의 수렴성은 등가제어 방법에 의해서 증명되었다. 제안된 시스템의 성능은 UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) 시험에 의해서 증명되었다. 시험 결과 제안된 시스템은 실제 주행 환경에서도 우수한 추적 성능을 보여주었다.

42V 시스템 시뮬레이션을 위한 36V 납축전지 모델링 (Modeling of 36V lead acid battery for 42V system simulation)

  • 윤한석;이재호;조보형
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1525-1527
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    • 2004
  • Modeling of the battery for 42V Power-Net system is presented. For the Battery Management System(BMS) algorithm in a Mildhybrid vehicle, accuracy in SOC estimation is crucial. The battery model is needed for the BMS algorithm as well as system computer symulation for the energy management. The battery model was composed of impedance elements and the each element of the model is estimated by the analysis of the terminal voltage. The result of the model is confirmed by experimental data.

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차량용 12-V 납축전지의 충·방전 모델링 (Modeling of the Charge-discharge Behavior of a 12-V Automotive Lead-acid Battery)

  • 김의성;전세훈;전원진;신치범;정승면;김성태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권3호
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    • pp.242-248
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    • 2007
  • 자동차 전기장치 시스템을 최적화하기 위해서는 차량용 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 모델링 기술이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 차량용 12-V 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 2차원 모델링을 수행하였다. 이 연구에 사용된 수학적 모델에는 전기화학반응 속도론, 전해질의 유동, 대류에 의한 이온의 전달현상, 전극의 시간에 따른 공극률의 변화 등이 고려되었다. 모델링의 신뢰성을 검증하기 위하여 방전 및 충전실험을 수행하였다. 방전실험은 $25^{\circ}C$에서 C/5, C/10 및 C/20의 방전율에 대하여 수행하였고, 충전실험은 $25^{\circ}C$에서 정전류-정전압 방법으로(제한전류 30A, 제한전압 14.24 V) 수행하였다. 모델에 근거하여 예측된 충 방전 거동은 충 방전 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 2차원 모델링을 통하여 충 방전이 진행되는 동안 실제로 측정이 불가능한 납축전지 내부의 전류밀도, 전해액의 농도 및 충전상태(state of charge; SOC)의 분포를 예측할 수 있었다.

고분자 전해질형 연료전지/2차전지/태양전지 하이브리드 자동차에 대한 모델링 및 특성평가 (Modeling and Analysis of PEMFC/Battery/Photovoltaic Hybrid Vehicle)

  • 지현진;안효정;차석원;배중면
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2255-2260
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    • 2007
  • This Paper focuses on modeling and simulation to analyze the characteristic of hybrid vehicle. The system includes proton exchange membrane fuel cell(PEMFC), photovoltaic generator(PV), lead-acid battery, motor, vehicle and controller. Main electricity is produced by the PEMFC and battery to meet the requirements of a user load. When vehicle is parked in a sunny place, extra power is generated by the photovotaics and is charged in a battery for next drive. Further we evaluate usefulness of this hybrid vehicle by using ADVISOR - the advanced vehicle simulator written in the Matlab/Simulink environment. According to simulation results, the extra power obtained by photovoltaics which have been explored in nature conditions can help to reduce the electrical load of PEMFC and increase the efficiency (over 30%).

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기후조건 및 실부하패턴을 고려한 태양광 시스템 최적 운전기법 (Photovoltaic System Operation Optimal Technique Considering Climate Condition and Residential Loads Pattern)

  • 문희성;최규영;김종수;이영국;이병국
    • 전기학회논문지
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    • 제58권12호
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    • pp.2385-2390
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    • 2009
  • Based on the detailed analysis of output characteristics of PV array and residential load usage pattern, a design method to calculate optimal battery capacity for stand-alone PV generation systems is proposed. And also, according to power flow Actual irradiation and temperature data are analyzed to compose a PV array simulator and also six representative home appliances are electrically modeled for load simulator, along with 24hours usage pattern. The surplus and insufficient power can be calculated from the proposed simulation platform, so that selection of an optimal battery capacity can be possible. The theoretical analysis and design process will be explained, along with informative simulation results.

리튬인산철 배터리를 위한 새로운 히스테리시스 모델링 (A novel OCV Hysteresis Modeling for SOC estimation of Lithium Iron Phosphate battery)

  • 응웬탄퉁;;최우진
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.75-76
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    • 2016
  • The relationship of widely used Open circuit Voltage (OCV) versus State of Charge (SOC) is critical for any reliable SOC estimation technique. However, the hysteresis existing in all type of battery which has been come to the market leads this relationship to a complicated one, especially in Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) battery. An accurate model for hysteresis phenomenon is essential for a reliable SOC identification. This paper aims to investigate and propose a method for hysteresis modeling. The SOC estimation is done by using Extended Kalman Filter (EKF), the parameter of the battery is modeled by Auto Regressive Exogenous (ARX) and estimated by using Recursive Least Square (RLS) filter to tract each element of the parameter of the model.

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디젤발전기의 출력비에 따른 효율을 고려한 마이크로그리드에서의 BESS와 디젤발전기의 최적 운영 기법에 관한 연구 (A Study on Methodology of Optimal Operation of BESS and Diesel Generators in a Microgrid Considering Efficiency Characteristics According to the Power Ratios of Diesel Generators)

  • 이병하
    • 전기학회논문지
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    • 제65권4호
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    • pp.539-546
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    • 2016
  • With the growing interest of microgrid systems all over the world, many studies on microgrid operation are being carried out. The battery energy storage system(BESS) and the diesel generator are key equipments in the microgrid. In this paper, we analyze the characteristics of fuel consumption according to the power ratio of the diesel generator. Then, the formula to represent the unit cost of generation according to the power ratio of the diesel generator is derived. A new modeling of battery operation is presented considering the lifetime reduction according to increasing the cycles of charge/discharge operation of the battery. The methodology of determining the optimal operation of the battery and the diesel generator is presented by the use of the formula of fuel consumption of the diesel generator and the new modeling of battery operation. It is shown that this optimization methodology can be applied effectively for economical operation of the BESS and the diesel generator of a microgrid by case studies.