• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.5
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• pp.2545-2552
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• 2014

This study is aiming to suggest the effective thermal management system design technologies for the high voltage and capacity battery system of the electricity driven vehicles and introduce the theoretical designing methods. In order to investigate the effective operation of the battery system for the electricity driven vehicles, the heat generation model for Li-ion battery system using the chemical reaction while charging and discharging was suggested and the thermal loads of the heat sources (air or liquid) for cooling and heating were calculated using energy balance. Especially, the design methods for the cooling and heating of the battery system for maintaining the optimum operation temperature were investigated under heating, cooling and generated heat (during charging and discharging) conditions. The battery thermal management system for the effective battery operation of the electricity driven vehicles was suggested reasonably depending on the variation of the season and operation conditions. In addition, at the same conditions under summer season, the cooling method using the liquid and active cooling technique showed a relatively high capacity, while cooling method using the passive cooling technique showed a relatively low capacity.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2010.05a
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• pp.651-654
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• 2010

Green Growth and green consume culture is the international trend, the importance of Green Car in one of leading electric car, hybrid electric car are easily accessible from the surrounding. In Green Car, the level in research and development of technology to take advantage of the battery is activated beyond the interest. Accordingly, it is needed to manage and monitor the battery in order to use more efficiently and reliably about the secondary battery of lithium series. In this paper, we propose the design and how to take advantage of technology for managing and monitoring of lithium series battery.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.351-353
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• 2010

본 논문에서는 쉽고 빠르게 정확한 리튬 이온 배터리 모델을 구현할 수 있는 방법을 제시하고 있으며, 구현된 모델을 MATLAB(R)/Simulink(R)환경에서 검증한다. 모델을 구현함에 있어서 절차를 간소화하기 위해 비선형 개방 전압은 배터리 충전 및 방전 전압의 평균으로 근사하고, 배터리 내부 비선형 파라미터는 방전 초기에 발생하는 과도응답을 측정한 이산 데이터를 곡선 접합하여 구한다. 구현된 모델을 이용하여 시뮬레이션을 하고 이를 실험 데이터와 비교해본 결과, 평균 절대오차는 기존 연구보다 0.1% 낮은 0.091%로 측정되었다. 측정된 오차의 수준은 본 논문에서 제안한 방법이 파라미터 추출에 필요한 시간을 단축하고 시뮬레이션 모델을 쉽게 구현 가능하게 함에도 불구하고 여전히 리튬 이온 배터리의 출력 특성을 정확하게 예측함을 보여준다.

• Resources Recycling
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• v.31 no.4
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• pp.26-33
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• 2022

Owing to the demand for lithium-ion batteries, the recovery of valuable metals from waste lithium-ion batteries is required in future. A pyrometallurgical treatment is appropriate for recycling a large number of waste lithium-ion batteries, but Li loss to slag and dust present a significant challenge. This research investigated carbonation roasting and water leaching behaviors in Li-ion batteries by graphite addition to recover Li from the NCM-based cathode materials of waste Li-ion batteries. When 10 wt% of graphite was added, CO and CO₂ gases were emitted with a rapid weight reduction at apporoximately 850 K, when heated in Ar and CO₂ atmosphere. After the rapid weight reduction, NCM was decomposed and reduced to metal oxides and pure metals. In the carbonation roasting of black powder (NCM+graphite), O₂ is generated via the decomposition of NCM, and an oxides, such as Li₂O and NiO were were also generated. Subsequently, Li₂O reacts with CO₂ to generate Li₂CO₃, and a part of NiO was reduced by graphite to produce metal Ni. In addition, up to 94.5 % Li₂CO₃ with ~99.95 % purity was recovered via water leaching after carbonation roasting.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.411-412
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• 2016

최근 퍼스널 모빌리티에 대한 관심과 수요가 증대됨에 따라 전기에너지를 구동원으로 하는 소형 이동형 제품을 생활속에서 쉽게 접할 수 있게 되었다. 이러한 퍼스널 모빌리티 제품은 자이로센서 기술이 접복된 바퀴가 하나인 외발 전동휠과 세그웨이류의 제품, 전동퀵보드, 전동스쿠터 등 다양한 제품이 출시되고 있다. 또한 이들 제품의 구동전원은 대부분 리튬이차전지가 사용되고 있다. 본 논문에서는 충전과 방전을 반복하는 다셀이 직렬로 구성된 리튬 이차전지 배터리팩에서 발생되는 셀간 편차와 이로 인해 배터리팩의 전체적인 효율성이 저하되는 것을 방지하는 셀 밸런싱에 관한 기술로 과거 완속형의 표준충전에 적합한 1단 밸런싱의 문제점을 보완하기 위해 표준충전과 급속충전을 임의로 선택하여 사용하는 경우에도 정상적인 셀 밸런싱 수행은 물론 빠른 셀 밸런싱을 수행하기 위한 기법에 대해 살펴보았다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.11a
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• pp.159-160
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• 2017

본 논문에서는 리튬배터리의 전기화학적 분석법으로 전기 화학적 전압 분광법(electrochemical voltage spectroscopy;EVS)을 사용하였다. 전기화학적 활성상태의 밀도를 직접 측정하는 기법으로 정전압(potentiostatic) 제어를 기반으로 한다. EVS 테스트에서 양전극의 전압은 각 단계가 전기화학적 평행상태에 도달할 때 까지 유지되며 이 방법은 배터리의 전기화학적 산화 환원 전위의 미세한 차이에 기초하여 활성 물질의 상태에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.424-425
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• 2019

본 논문은 1차 RC 등가회로를 이용하여 리튬이온 배터리의 저항성 발열인 비가역 발열의 파라미터를 제시하였다. 발열 추정을 위해 1 C-rate에서 HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization) 실험을 통하여 비가역 발열의 파라미터인 SOC 5%별 내부 저항을 추출하였다. 추출된 SOC 5%별 저항을 이용하여 1C-rate에서 3C-rate로 변화하는 조건에서 열 추정 성능을 확인하였다. 높은 C-rate로 방전 전류가 변화하는 상황에서 발열 시뮬레이션과 실험값을 비교하였으며, 1C-rate의 HPPC 실험에서 얻어진 내부 저항이 부하의 변동에 따른 리튬이온 배터리의 발열 추정 파라미터로써 사용될 수 있음을 검증하였다.

• Clean Technology
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• v.30 no.1
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• pp.28-36
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• 2024

As demand for electric vehicles increases, the market for lithium-ion batteries is also rapidly increasing. The battery life of lithium-ion batteries is limited, so waste lithium-ion batteries are inevitably generated. Accordingly, lithium was selectively preleached from waste lithium iron phosphate (LiFePO₄, hereafter referred to as the LFP) cathode material powder among lithium ion batteries, and iron phosphate (FePO₄) powder was recovered. The recovered iron phosphate powder was mixed with alkaline sodium carbonate (Na₂CO₃) powder and heat treated to confirm its crystalline phase. The heat treatment temperature was set as a variable, and then the leaching rate and powder characteristics of each ingredient were compared after water leaching using Di-water. In this study, lithium showed a leaching rate of approximately 100%, and in the case of powder heat-treated at 800 ℃, phosphorus was leached by approximately 99%, and the leaching residue was confirmed to be a single crystal phase of Fe₂O₃. Therefore, in this study, lithium, phosphorus, and iron components were individually separated and recovered from waste LFP powder.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.187-188
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• 2016

본 논문은 리튬이온 배터리 셀 등가모델을 기반으로 하여 동특성을 예측하기 위한 배터리 팩 등가회로 모델링을 제안한다. 셀 간 용량편차에 따른 셀의 직 병렬 구성방식과 배터리 팩 파라미터 분석을 통해 배터리 팩 모델링 방법을 제시한다. 모델링의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.305-306
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• 2016

본 논문은 선택적 전압 균일화 기법을 이용하여 직렬 연결된 리튬 이온 배터리의 빠른 전압 균일화를 위한 새로운 능동형 셀 밸런싱 회로를 제안하였다. 제안한 회로는 다권선 변압기를 사용한 전하 균일화 회로에 인덕터 1개, MOSFET 스위치 1개를 추가한 회로 구성을 가지며, 기존의 빠른 밸런싱을 위한 회로 대비 수 배 적은 소자로 구성이 가능하다. 추가된 인덕터는 직렬 연결된 배터리 전압을 통해 빠르게 저장된 에너지를, 낮은 전압의 배터리로 높은 밸런싱 전류를 전달함으로써 배터리 셀 간의 빠른 전압 밸런싱을 구현하였다. 제안한 회로의 밸런싱 속도에 대한 검증을 위해서, PSIM Simulation을 통해 기존 회로와 비교 검증 하였다.