Abstract
The life and performance of lithium battery are greatly influenced by the formation process which is essential in the process of manufacture. Charge/discharge system for the lithium battery are required for the formation process. To simulate such a system in a conventional method takes very long time and requires huge memory space to save data files. So the simulation may be impossible with a general-purpose PC. In this paper, the lithium battery is modelled to a resistor-capacitor serial circuit and the lithium battery charge/discharge system is analyzed and simulated by using state space averaging method. As a result, the simulation time is reduced dramatically and the simulation of the lithium battery charge/discharge system becomes possible on a general-purpose PC within 3 hours. Also, both the charge/discharge characteristics and the time required to charge/discharge of the lithium battery charge/discharge system can be observed. To verify the propriety of resistor-capacitor serial circuit modeling method for lithium battery and the validity of the analysis and simulation based on state space averaging, the lithium battery charge/discharge system is composed and experimentations are carried out.
리튬전지는 생산과정에서의 핵심인 화성공정에 의해 수명 및 성능이 크게 좌우되며, 화성공정을 처리하기 위해서 충방전 시스템이 필수적으로 요구되고 있다. 리튬전지 충방전 시스템의 특성을 해석하기 위해 일반적인 방법으로 시뮬레이션하면 충전동작과 방전동작에 엄청난 시간이 소요되고 메모리 용량의 한계로 인해 범용 PC로는 시뮬레이션이 어렵다. 본 논문에서는 리튬전지를 저항-커패시터 직렬회로로 모델링하였으며 상태공간평균의 개념을 적용하여 리튬전지 충방전 시스템을 해석하고 시뮬레이션하였다. Simplorer를 사용하여 시뮬레이션을 수행한 결과 시뮬레이션 시간이 단축되어 범용 PC로도 3시간 내에 시뮬레이션이 가능해졌으며, 리튬전지 충방전 시스템의 정전류/정전압 충전 특성 및 정전류 방전 특성과 충방전 소요시간을 예측할 수 있었다. 또한 충방전 시스템을 구성하고 실험하여 리튬전지를 저항-커패시터 직렬회로로 등가화한 모델링의 타당성과 상태공간평균의 개념을 사용하여 해석하고 시뮬레이션한 방법의 유용성을 입증하였다.
