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Analysis of driving characteristics of electric wheelchair for indoor driving using lithium-ion battery

리튬이온 배터리를 적용한 실내용 전동휠체어 주행특성 분석

  • Kim, Young-Pil (Division of Electrical and Electronic Control Engineering, Kongju National University) ;
  • Ham, Hun-Ju (Auto&robot Inc) ;
  • Hong, Sung-Hee (Micomworld) ;
  • Ko, Seok-Cheol (Industry-University Cooperation Foundation & Regional-Industrial Application Research Institute, Kongju National University)
  • 김영필 (공주대학교 전기전자제어공학과) ;
  • 함헌주 (오토앤로봇) ;
  • 홍성희 (마이컴월드) ;
  • 고석철 (공주대학교 산학협력단 & 지역산업응용연구소)
  • Received : 2020.09.21
  • Accepted : 2020.12.04
  • Published : 2020.12.31

Abstract

'Movement' is an expanded concept of 'place' where people act, interact with one another and achieve a specific purpose at every moment. Wheelchairs, as a mobility aid, have a profound impact on improving the quality of physical and psychological well-being for the mobility disadvantaged groups who have mobility difficulties. Such mobility aids were developed mainly for outdoor activities, but in recent years, mobility aids for indoor spaces, the main living environment, are also being developed. Because indoor mobility aids generally move short distances repeatedly, this study examined the characteristics of lithium-ion batteries in short-distance driving of battery-powered wheelchairs and compared them with the characteristics of lithium-ion batteries in continuous driving. The result showed that the driving time for short-distance driving was 2.8% shorter than that of continuous driving. The current supplied to the motor was 15.4% higher for short-distance driving than that of continuous driving.

'이동'이란 사람들이 매 순간 행동하고, 타인과 교류하며 특정 목적을 달성하는 '장소'의 확장 개념으로 이동에 불편함을 느끼는 사회적 교통약자에게 있어 이동보조수단인 휠체어는 신체적·정신적 삶의 질을 향상하는데 아주 큰 영향을 발휘한다. 이러한 휠체어는 수동식 휠체어와 전동식 휠체어로 구분되는데, 수동식 휠체어는 이용자의 팔과 손의 힘으로 앞으로 추진하게 된다. 하지만 전동식 휠체어는 배터리를 통해 모터에 전기에너지를 공급 해 주고, 모터의 회전에 의해 앞으로 추진하게 된다. 전동휠체어는 주로 실외활동을 중점으로 개발되고 있으나 최근에는 일상생활의 주 공간인 실내용 이동보조수단에 대한 개발 요구가 증가하게됨에 따라 실내용 전동휠체어 개발 또한 활발하게 이루어지고 있다. 실내용 이동보조수단의 경우 공간의 특성상 단거리를 반복 주행하므로 본 연구에서는 전동휠체어의 단거리 주행에 따른 리튬이온배터리의 주행특성을 확인하고, 연속주행의 리튬이온배터리 주행특성을 비교분석하였다. 단거리 주행의 경우 리튬이온배터리의 방전종지전압 도달 시 까지 5초 주행 1초 정지를 반복수행하였다. 리튬이온 배터리를 적용한 실내용 전동휠체어의 주행특성을 분석한 결과 실내 이동을 고려한 단거리 주행시험의 경우 연속주행보다 주행시간이 2.8% 짧아진 것을 확인하였다. 실내용 전동휠체어의 회전모터에 인가 된 전류의 경우 실내 이동을 고려한 단거리 주행이 연속주행 보다 15.4% 높게 나타난 것을 확인하였다.

Keywords

References

  1. S. Z. Yang, S. W. Kim "Designing mobile map app UX to improve transit convenience for the disabled with wheelchairs", Journal of the HCI Society of Korea, Vol.14, No.4, pp37-47, December 2019 DOI : https://doi.org/10.17210/jhsk.2019.12.14.4.37
  2. S. W. Cho, S. Y. Lee "An Empirical Study of Accessibility to Multi-shopping Mall for The Mobility Impaired", Journal of the Korean Housing Association, Vol.31, No.1, pp71-78, January 2020 DOI : https://doi.org/10.6107/JKHA.2020.31.1.071
  3. Y. H. Jung, S. H. Lee, "The impact of Workforce Aging on Labor Productivity: Using the Regional Panel Dataset in Korea", Journal of Digital Convergence, Vol.17, No.11, pp1-7, November 2019 DOI : https://doi.org/10.14400/JDC.2019.17.11.001
  4. Ministry of Health and Welfare, "Status of registered persons with disabilities in 2018", April 2018. https://www.mohw.go.kr/react/al/sal0301vw.jsp?PAR_MENU_ID=04&MENU_ID=0403&page=1&CONT_SEQ=349094
  5. G. Lim, Y. J. Kim, Y. O. Kim, S. Y. Yang, " AStudy on the Wheelchair Srorage System Mounted on the Trunk of the Sedan Passenger Car," The Korea Society for Fluid Power and Construction Equipment, vol.16. No.3, pp. 8-15, September 2019 DOI : https://doi.org/10.7839/ksfc.2019.16.3.008
  6. K. Lim, J. H. Lee, J. H. Yoon, S. C. Lee " Design and Usage Verification for Self Standing In-wheel Wheelchair" Journal of Rehabilitation Welfare Engineering & Assistive Technology, vol.14. No.1, pp. 19-27, February 2020. DOI : https://doi.org/10.21288/resko.2020.14.1.19
  7. J. H. Seo, C. W. Kim, "3D Depth Camera-based Obstacle Detection in the Active Safety System of an Electric Wheelchair", Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, Vol.22, No.7, pp552-556, June 2015 DOI : http://dx.doi.org/10.5302/J.ICROS.2016.16.0077
  8. S. Y. Park, G. M. Kim, P. Y. Lee, J. H. Kim, S. B. Park, Y. M. Kim, "Battery Sizing of Lithium-Based Battery for Emergency Power Supply in Nuclear Power Plants", THE KOREAN INSTITUTE OF POWER ELECTRONICS, Vol.24, No.5, pp342-348, October 2019 DOI : https://doi.org/10.6113/TKPE.2019.24.5.342
  9. S. H. Hong, G. W. Choi, M. W. Park, J. M. Park, S. H. Lee, "An Experimental Study on the Fire Hazards of Cylindrical Lithium-ion Battery", Korean Journal of Hazardous Materials, Vol.7, No.2, pp64-69, December 2019 DOI : https://doi.org/10.31333/kihm.2019.7.2.64
  10. S. H. Hong, G. W. Choi, M. W. Park, J. M. Park, S. H. Lee, "An Experimental Study on the Fire Hazards of Cylindrical Lithium-ion Battery", Korean Journal of Hazardous Materials, Vol.7, No.2, pp64-69, December 2019 DOI : https://doi.org/10.31333/kihm.2019.7.2.64