• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.2
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• pp.114-122
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• 2016

This study is to analyze the explosion and fire risks due to high temperature and short circuit current of Lithium batteries. This study selected the typical types of Li-polymer batteries and Li-ion batteries as the test samples. The result of explosion risk assessment due to the high temperature showed that, while a Li-polymer battery had $170^{\circ}C$ explosion on average, a Li-ion battery had $187^{\circ}C$ explosion. The measurement result of temperature increase due to short circuit current revealed that, in case that protection circuit module (PCM) was normally working, there was little of temperature increase due to over-current limitation. However, in case that PCM was out of order, the temperature of a Li-polymer battery increased up to an average of $115.7^{\circ}C$ and the temperature of a Li-ion battery increased up to an average of $80.5^{\circ}C$, which showed the higher risks of fire and burn.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.413-414
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• 2012

본 논문에서는 C-rate, 온도, SOC (State-of-Charge, 잔존용량)를 고려하여 NiMH 배터리를 모델링하였고, 시뮬레이션 결과를 배터리 실험 결과와 비교하였다. 제안한 배터리 모델은 1차 테브난 등가회로를 기반으로 구성하였으며 Matlab/Simulink 환경에서 구현하였다. 모델을 구현하기 위한 실험으로는 정전류, 펄스전류 실험을 하여 가변온도와 다양한 C-rate에서 변하는 파라미터를 도출하였고, 도출한 파라미터는 룩업 테이블을 이용하여 배터리 모델에 적용하였다. 제안된 배터리 모델을 짧은 시간동안 불규칙하게 변하는 전류 패턴에 대한 시뮬레이션과 실험 파형을 통하여 배터리 모델의 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.198-200
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• 2019

배터리의 상태를 추정하기 위해 전압과 전류 데이터는 사용자가 센서를 통해 얻을 수 있는 정보이며, 이때 노이즈 성분이 포함된 전압 및 전류 데이터는 배터리의 상태 추정을 할 때 정확도를 크게 감소시킬 수 있다. 기존의 확장 칼만필터(EKF, Extended Kalman Filter)를 사용하여 노이즈 성분이 포함된 데이터를 통해 배터리의 상태를 추정했을 때는 노이즈의 영향으로 인해 추정 정확도가 떨어진다. 본 논문은 적응형 칼만 필터(AKF, Adaptive Kalman Filter)를 사용하여 노이즈 분산값을 업데이트 해줌으로써 SOC추정 성능을 향상시켰다. 실험 및 배터리의 모델링은 21700 NMC 고용량 배터리를 사용하였으며, 배터리의 전압에 임의의 노이즈 성분을 추가하여 배터리의 SOC를 추정 정확도를 검증 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.4-5
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• 2019

본 논문은 DC마이크로그리드에서 저전압 배터리 에너지 저장 시스템과 DC 버스 연결을 위한 Dual Active Bridge(DAB) 컨버터의 제어 방법에 대한 연구이다. DC 마이크로그리드에서 전력을 효율적으로 사용하기 위해 양방향 전력전달이 쉬운 DAB 컨버터는 많이 사용되고 있다. 다만, 낮은 배터리 저장 시스템을 사용하는 경우 과도상태에서 DC 버스 측 커패시터를 충전하기 위해 높은 돌입전류가 발생하게 된다. 이러한, 높은 돌입전류는 시스템의 전력반도체 소자를 파손시키는 문제를 가져온다. 따라서, 초기 돌입전류를 저감시킬 수 있는 소프트 스타트 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 돌입전류 저감을 위한 소프트 스타트 알고리즘을 제안하고, 3kW급 DAB 컨버터의 실험 결과를 바탕으로 제안 된 알고리즘을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.22-23
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• 2010

본 논문에서는 전동지게차용 납축전지의 충전을 위해 위상천이 풀브리지 컨버터를 이용한 충전기의 설계 및 제작에 관하여 기술한다. 배터리는 저항부하와 달리 큰 커패시턴스 성분을 가지고 있어 컨버터의 리플 전류를 모두 흡수하게 되며, 이로 인해 시스템 효율 및 축전지 수명에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다. 본 연구에서는 2차측에 Current Doubler를 가진 위상천이 풀브리지 컨버터를 적용함으로써 변압기 전류 및 리플 전류의 크기를 감소시켰다. 또한, 배터리 임피던스를 고려한 제어기 설계 모델을 제시하고 제어기를 설계하여, 실제 배터리를 대상으로 한 정전류 및 정전압 제어를 통해 충전기 시스템의 성능 및 안정성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.43-45
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• 2020

본 논문에서는 급속 충전 시 배터리의 상한 온도를 초과하지 않는 최대 가용 충전 전류의 실시간 추정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 배터리 열 모델을 기반으로 상한 온도에 도달하는 발열량을 추정하고, 충전 상태에 따른 내부 저항의 변화 양성을 고려하여 최대 급속 충전 전류를 도출한다. 알고리즘의 유효성을 검증하기 위하여 전기자동차용 배터리 팩을 이용한 시뮬레이션 및 실험을 진행한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.422-423
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• 2010

직렬 연결된 배터리는 각 셀의 내부 화학적 특성 차이로 인해 동일 전류로 충전 및 방전 과정을 진행하여도 셀 간에 미세한 전압 차이가 발생한다. 이러한 셀 간 전압 불균형은 배터리 셀에 해로운 영향을 끼치게 되는데, 2차 전지의 경우 배터리 용량의 변화를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 배터리 운용 범위를 제한하는 보호회로가 있지만 보호회로는 직렬 연결된 배터리 셀 중 가장 전압이 높거나 가장 낮은 셀을 기준으로 충전과 방전 사이클을 종료시키므로 배터리 팩의 용량을 최대한으로 사용하지 못하게 하는 문제를 발생시킨다. 배터리 균등화 회로는 셀 간의 전압 차이를 줄여 배터리의 최대 용량을 사용하고자 하는 목적을 가진다. 저항을 기반으로 하는 수동적인 방법과는 달리 스위칭 소자를 이용하는 능동적인 방법에서는 스위칭으로 인해 입출력 전압 변동이 발생하여 컨버터 내부에 흐르는 전류가 수시로 변하는 문제가 생긴다. 위 문제를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 배터리 균등화 회로에 전하 제어(Charge control)기법을 제안하고, 그에 따른 회로 설계 요소를 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.203-204
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• 2015

기존 전기 자전거는 상용전원을 통한 배터리 충전을 위하여 외장형 아답터를 사용하는데, 이는 부피가 커서 사용자가 휴대하기에 불편하다. 또한 모터 기동 시 부스트 입력에서 출력되는 전류가 크므로 배터리의 수명 저하를 불러일으킨다는 단점이 있다. 본 논문은 모터 구동 출력 단을 이중배터리로 사용하여 초기 큰 전류로 인한 배터리의 부담을 줄이는 방안을 제안하고, 아답터가 불필요하면서 안전 규격을 만족하는 배터리 충전 기능 내장형 부스트 컨버터 회로를 제안한다. 이를 이론적, 실험적 분석을 통해 그 가능성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2005.07a
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• pp.302-304
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• 2005

본 논문에서는 입력단 역률제어 및 고조파 전류억제를 위해 PWM 컨버터를 이용하는 3상 UPS에서 직류측을 공통으로 연결하여 하나의 배터리 유닛만으로 병렬 UPS운전이 가능한 공통 배터리 운전에 대해 기술한다. 직류측을 공통으로 이용함으로써 PWM 컨버터 간에 흐를 수 있는 순환전류를 없애기 위한 제어기를 제안하고 실험을 통해 제안한 방법의 타당성을 검토한다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.48 no.6
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• pp.34-42
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• 2011

With the progress of USN technology, fields to which wireless sensor node is applicable are increased under a condition that it holds a lot of problems to solve for betterment. One of the problems which acts as an obstacle to USN industry diffusion is the wireless sensor node battery exchange to their individual life cycle. Exchanging the battery of so many sensor nodes one by one requires a great deal of times and costs. Such problem is against the convenience supply -aim by applying USN technology. In this paper, using RF wireless power transmission system that power transmission / harvesting module from a distance of 5 m and the power of 10 dBm with a current of 1 mA or more for Sensor Nodes in lithium-polymer battery charging system tested and verified.