• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2017.07a
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• pp.390-391
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• 2017

본 논문에서는 배터리의 수명을 연장할 수 있는 효율적인 충전방법에 대해 제안하였다. 제안된 방법은 우선 충전하고자 하는 배터리의 전압과 전류를 측정한다. 측정된 배터리의 전압과 같은 값에서 1.5배 값까지 단계적으로 전압을 상승시켜 배터리의 상태를 검사한다. 배터리의 반응 상태들 중에서 충전이 가장 안정적인 전압을 결정한다. 전압이 결정되면 배터리의 전류 값을 배터리 용량의 1/3에서 1/10까지 단계적으로 조율하여 충전을 하도록 한다. 이러한 방법은 배터리를 보호하면서 충전 시간을 축소시켜 효율적으로 배터리를 관리할 수 있는 방법이다. 제안된 방법의 효율성을 입증하기 위해 핸드폰 보조배터리로 가장 많이 사용되고 있는 리튬 폴리머 배터리를 이용하여 실험하였다. 실험 결과 충전시간의 감소와 안전성 등의 효율성이 입증되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.239-240
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• 2015

본 논문에서는 가정용 단상 계통연계 인버터의 전압손실과 직류링크측 맥동 전압을 고려한 배터리 공칭전압 설계법을 제안한다. 일반적으로 가정용 단상 계통연계 인버터는 3kWh 정도의 낮은 에너지용량을 갖는 배터리팩의 수명 관리상 배터리의 공칭전압은 48V정도로 낮게 설계된다. 단상계통연계형 인버터의 직류링크전압에는 필연적으로 기본주파수의 2배에 해당하는 맥동성분이 포함된다. 이 맥동성분은 계통연계시 전원측 전류에 저차 고조파를 생성하여 전력품질의 저하를 초래하게 된다. 따라서 직류링크측 맥동성분 간섭을 제거하기위한 피드포워드 제어방식을 채택한 단상계통연계형 인버터의 제어시스템을 수립하고, 인버터의 전압손실과 직류링크측 맥동전압을 고려한 배터리 공칭전압 설계법을 제안하며, 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.96.2-96.2
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• 2010

EV(Electric Vehicle) 차량에서 BMS(Battery Management System) 은 모터에 공급되는 고전압 배터리의 충전상태를 감지하여 VCU(Vehicle Control Unit)에 전송하게 된다. VCU에서는 배터리의 충전상태를 확인하여 모터 구동 전략을 수립하여 각 제어기에 전송하게 된다. 위와 같이 EV에서 배터리 충전상태를 정확하게 감지하지 못한다면, 모터 구동을 위한 전략 수립에 많은 제약이 따르게 된다. 정확한 배터리 충전 상태를 감지하기 위해서는 배터리 각 셀의 전압/전류/온도 등을 측정하여 연산에 의해 결정된다. 그 중 셀 전압 측정 방식은 Photomos relay를 이용한 방식으로 하드웨어적인 오차에 ${\pm}$수십mV보다 더둑 더 정밀하게 측정할 수 있는 방법이 없었다. 하지만, 셀 전압 측정 정밀도를 향상시키기 위해 신규로 개발된 battery monitoring IC를 이용한 BMS의 H/W 개발에 대해 설명할 것이다. 또한, Monitoring IC를 이용한 BMS의 셀 전압 측정 정밀도를 얼마나 개선시킬 수 있는지에 대해 연구하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10a
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• pp.389-390
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• 2007

배터리 기반 시스템(휴대폰, PDA, 노트북)에서 현재 배터리에 대한 정확한 잔량 표시는 중요하다. 사용자입장에서 언제 배터리를 충전시켜야 하는지 알아야 하기 때문이다. 그런데 지금까지의 배터리 잔량 측정 장치를 보게 되면, 배터리의 전압만을 측정[1]하여 잔량을 표시하는 방식으로서 여기에는 여러 가지 문제점이 있다. 가장 중요한 문제점으로는 순간적인 배터리 전압강하에 따른 실 시간적이고 정확한 보상체계가 갖춰져 있지 않다는 점이다. 물론 하드웨어적으로 Schmitt Trigger라는 회로[2]를 구성하여 이를 방지해 놓고 있기는 하지만 Hysteresis margin[3]을 벗어난 값에 대해서는 보상을 해주지 않는다. 이런 보상은 보통 소프트웨어적으로 각 이밴트별 룩업 테이블을 만들어서 compensation하고 있기는 하지만, 수많은 이벤트에 대한 보상 값들과 예상치 못한 동작상의 오류를 막을 수는 없다. 따라서 이에 대한 근본적인 대안으로서 본 논문에서는 load current를 측정하여 그에 따른 전압강하를 계산하고 실시간적으로 배터리 전압에 보상을 해줌으로서 보다 정확한 배터리 잔량 표시를 구현하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.451-452
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• 2011

본 논문에서는 낮은 배터리 전압을 효율적으로 승압하여 전기자동차 구동용 모터를 구동하기 위한 DC-link 전압을 확보하기 위한 승압형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 배터리와 출력 콘덴서가 직렬 결합되어 출력전압을 형성하는 구조로서 배터리 셀의 적층 수를 감소시킬 수 있어 구조적 신뢰성을 증가시킬 수 있고, 출력전압 전력반도체 소자 수를 최소화하여 전기적 신뢰성을 증가시킬 수 있는 장점을 가진다. 제안하는 컨버터의 이론적 분석을 기반으로 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

• 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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• 2008.06a
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• pp.434-436
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• 2008

같은 정격을 가진 배터리 일지라도 온도나 노화에 따라 용량, Direct current internal resistance(DCIR)이 서로 다른 값을 나타낸다. 또한, 용량과 DCIR의 상관관계가 항상 성립하는 것은 아니다. 이러한 특성으로 인해 펄스파워 관련 State of health(SOH)를 알기 어렵다. 이번 논문에서는 해밍네트워크를 이용한 리튬이온 배터리의 특성을 분석, 연구하였다. 펄스파워는 전압의 함수이다. 배터리 충방전 프로파일을 이용하여 전압패턴들을 선정한 후 특성 파라미터를 이용하여 해밍네트워크에 사전에 학습시킨다. 다음, 임의의 배터리 데이터를 통계 처리하여 전압패턴 특성 파라미터를 추출한 후 신경회로망에 입력하여 학습한 전압패턴들 중 임의의 배터리에 맞는 배터리를 선정한다. 패턴선정은 상온에서 10개의 리튬이온 프레시 배터리(1.3Ah)가 이용되었고 검증을 위해 DCIR 값을 구하였다.

• 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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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• pp.139-140
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• 2012

현재의 배터리 충전기는 보편적으로 CC-CV 충전방법을 사용하면서 배터리의 과충전에 대해 안정적인 제어를 한다. 하지만 충전말기의 CV 모드는 배터리 충전이 느려 시간이 많이 낭비된다. 본 논문은 CC 단일형 충전을 하면서 과충전의 우려는 DFT를 사용하여 배터리 내부전압을 추정하면서 내부 알고리즘에 의해 배터리 내부전압이 설정값이 되었을 경우 충전을 종료하면서 CV 충전으로 낭비되는 시간을 줄인다. 이를 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 확인한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2018.07a
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• pp.519-520
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• 2018

본 논문에서는 배터리의 온도를 고려하여 효율적으로 고속 충전할 수 있는 방법에 대해 제안하였다. 제안된 방법은 충전하고자 하는 배터리의 온도에 따라 충전에 필요한 전압과 전류의 양을 조절하여 최적의 충전 환경을 만들어 배터리의 수명을 감소시키지 않는 최적의 충전 환경을 제공하는 것이다. 충전으로 인하여 배터리 내부에 있는 전해액, 활물질, 분리막 등의 반응성이 증가되어 배터리의 온도 상승과 수명 단축이 발생되는 현상을 고려하여 배터리의 열 발생으로 저하되는 충전량을 보상할 수 있도록 전압 또는 전류의 량을 조절하여 초기의 충전량을 유지할 수 있도록 하는 고속 충전 방법이다. 제안한 방법의 효율성을 검증하기 위해 리튬이온 배터리를 이용하여 일반적인 충전과 비교하여 실험하였다. 실험 결과 존 논문에서 제안한 방법이 기존의 충전방법보다 고속으로 충전되어 효율성이 입증되었다.