• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.144-151
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• 2022

본 논문에서는 배터리 응용을 위해 저면적 DC-DC 변환기를 갖는 1.5V 256kb eFlash 메모리 IP를 설계하였다. 저면적 DC-DC 변환기 설계를 위해서 본 논문에서는 단위 전하펌프 회로에서 펌핑 노드의 전압을 VIN 전압으로 프리차징해주는 회로인 크로스-커플드 (cross-coupled) 5V NMOS 트랜지스터 대신 5V NMOS 프리차징 트랜지스터를 사용하였고, 펌핑 노드의 부스팅된 전압을 VOUT 노드로 전달해주는 트랜지스터로 5V 크로스-커플드 PMOS 트랜지스터를 사용하였다. 한편 5V NMOS 프리차징 트랜지스터의 게이트 노드는 부스트-클록 발생기 회로를 이용하여 VIN 전압과 VIN+VDD 전압으로 스윙하도록 하였다. 그리고 펌핑 커패시터의 한쪽 노드인 클록 신호를 작은 링 발진 (ring oscillation) 주기 동안 full VDD로 스윙하기 위해 각 단위 전하펌프 회로마다 로컬 인버터 (local inverter)를 추가하였다. 그리고 지우기 모드 (erase mode)와 프로그램 모드 (program mode)에서 빠져나와 대기 (stand-by) 상태가 될 때 부스팅된 전압을 VDD 전압으로 프리차징해주는 회로를 사용하는 대신 HV (High-Voltage) NMOS 트랜지스터를 사용하여 VDD 전압으로 프리차징 하였다. 이와같이 제안된 회로를 DC-DC 변환기 회로에 적용하므로 256kb eFLASH IP의 레이아웃 면적은 기존 DC-DC 변환기 회로를 사용한 경우보다 6.5% 정도 줄였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1086-1091
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• 2022

국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)를 중심으로 자율운항선박 도입을 대비한 해사안전 및 보안관련 국제 협약을 제정하고 있다. 국내에서도 선급 및 산업체를 중심으로 자율운항시스템 기술개발에 착수하고 있으며 연안선박에서 발생하는 사고를 줄이기 위해 연안선박을 대상으로 하는 자율운항선박 기술적용 방안 연구가 진행되고 있다. 국내외적으로 자율운항선박에 대한 관심이 크게 증가하고 있으며 실제 개발된 기술의 검증을 위한 해상실증이 본격적으로 추진되고 있다. 본 연구에서는 연안선박에 적용하기 위한 디지털트윈 기술 관련 실증선박과 육상 플랫폼(원격지원센터)의 설계를 위한 기초연구를 진행하였다. 디지털트윈 기술을 선박에 적용하기 위해 8m 소형 배터리 전기추진선박을 대상으로 선정하였으며, 선박과 육상 플랫폼 간 통신을 통해 선박 항해 및 운전 데이터가 서버시스템에 저장되고 전기추진선박의 원격제어 명령이 가능한 디지털트윈 통합 플랫폼의 기본 설계를 진행하였다. 이러한 디지털트윈 기술을 적용한 선박 성능관리, 운항 및 운영 최적화, 예지제어 등이 가능할 것으로 판단되며, 위기상황에 대응이 가능한 안전하고 경제성 있는 디지털트윈 기술의 선박적용이 가능할 것이라 사료된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.595-606
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• 2022

한국은 단위기 발전기 용량 1.4 GW, 20 GW를 초과하는 몇 개 지역의 대단위 발전단지, 대단위 발전단지에서 발전력을 인출하는 2~3개의 초고압 송전선로, 비수권에서 수도권으로 발전력을 수송하는 6개의 초고압 송전선로 구성 등 대용량 발전, 대규모 송전시스템 등 전통적인 전력계통 시스템의 특징을 가지고 있다. 이런 전력계통 특성으로 신재생에너지 진입 단계는 낮으나 주파수 안정도 문제 등으로 일부 발전기 출력 감발을 시행하고 있으며 향후 신재생에너지 확대 정책으로 전력계통 안정도 유지 문제가 가장 중요한 현안으로 떠오를 전망이다. 태양광, 풍력발전 같은 비관성 인버터 기반 신재생에너지 급증시 독립계통에서 전력계통 안정도를 향상시키는 수단은 Natural 관성 자원인 동기조상기와 가상 관성 자원인 BESS를 계통에 설치하는 것이다. 본 연구에서는 신재생에너지가 계통안정도에 미치는 영향을 분석하고 최저주파수를 유지하기 위한 BESS 효과를 계통 모의를 통하여 분석하였다. 발전제약 용량에 따른 BESS 효과는 최대 122.81%에 도달하는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1238-1243
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• 2022

국제해사기구(IMO)를 필두로하여 국제적으로 선박에 대한 배출가스 규정을 강화하고 있으며, 대한민국 정부도 온실가스 감축을 위한 기본 로드맵을 설정하는 등 배출가스 저감을 위한 대책 마련이 절실한 상황이다. 또한, 국내 연안을 항해하는 선박에서 배출되는 온실가스 배출량 중 90.6%를 차지하고 있는 어선에 적용가능한 효율적이고 배출가스량이 감소가능한 새로운 추진시스템의 도입이 절실하다. 본 연구에서는 국내 연안어선에 적용가능한 전기복합 추진시스템을 제안하고, 전기복합 추진시스템이 적용가능한 대상선박을 선정하였다. 선정된 기존 대상어선에 탑재된 추진시스템과 비교하여 개발된 전기복합 추진시스템을 적용할 경우 발생할 수 있는 예상 연료소모량을 비교하기 위한 시뮬레이션 시스템을 Matlab/Simulink를 이용하여 구성하였다. 시뮬레이션을 통해 기계식 추진시스템, 전기복합 추진시스템(배터리 육상충전을 하지 않은 경우, 육상충전을 한 경우)간의 연료소모량 결과를 확인하였으며 전기복합 추진시스템을 적용하는 경우 약 13%, 16%의 연료소모량이 감소될 수 있는 것을 보여주는 결과를 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.53-61
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• 2010

무선 센서 네트워크에서 독립된 센서 노드는 보안 위험에 노출되어 있다. 공격자는 센서 노드를 물리적으로 포획할 수 있고 보안 정보를 얻을 수 있다. 또한 공격자는 포획한 노드를 통해 네트워크에 허위 보고서를 주입할 수 있다. 만약 이러한 허위보고서가 검출되지 않는 다면 허위 보고서는 기지 노드까지 전달될 것이다. 이러한 허위보고서 주입공격은 잘못된 경보를 울릴뿐만 아니라 제한된 배터리로 동작하는 센서 노드의 에너지를 낭비하게 만든다. 이러한 허위 보고서 주입 공격에 대응하기 위해서 제안된 기법 중 통계적 여과기법은 허위보고서를 전달 과정 중에 검출하고 제거하기 위한 기법이다. 통계적 여과 기법에서 메시지 인증 코드의 수(보안 경계값)는 허위 보고서 검출과 에너지 절약에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서는 무선센서 네트워크에서 통계적 여과 기법의 에너지 효율 향상을 위한 퍼지논리를 적용한 동적 경계값 결정 기법을 제안한다. 제안기법은 허위 보고서 비율과 훼손된 파티션의 수, 노드의 잔여 에너지 수준을 고려하여 경계값을 결정한다. 만약 허위 보고서의 비율이 낮다면, 시스템은 네트워크의 경계값을 낮게 설정할 것이고 그렇게 하여 에너지 소모를 최소화 한다. 반대로 허위 보고서의 비율이 높다면, 경계값 역시 높게 설정하여 네트워크에 충분한 보안 수준을 제공한다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.331-346
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• 2023

탄소중립 달성을 위해 에너지 효율적이고 전기화된 사회에 직접 이용될 수 있는 친환경 공정이 주목받고 있다. 다량의 에너지를 소모하는 기존의 열 및 압력 기반의 담수화 기술에서도 이는 예외가 아니기에, 최근 차세대 전기화학 기반 담수화 기술들의 성장이 두드러진다. 대표적으로 에너지 저장 장치의 구동 원리를 기반으로 하는 전기화학적 이온 분리(electrochemical ion separation, EIONS) 기술이 있으며, 여기에는 축전식 탈염(CDI) 기술과 배터리 담수화 시스템(BD)가 포함된다. EIONS 기술에는 시스템 성능 향상을 위해 CDI와 BD를 기본으로 한 다양한 응용 시스템들이 개발되어 왔는데, 이러한 결과물들의 의미와 독창성을 배경지식 없이 한눈에 파악하기 매우 어렵다. 따라서 우리는 이 리뷰 논문에서 EIONS 연구에서의 지난 몇 년간의 기술적 진보와 시스템 개별 특성을 각 시스템의 구동원리, 연구 배경, 장단점을 중심으로 명확하고 구체적으로 설명하고자 한다. 아울러, EIONS의 미래 발전과 연구 방향을 설명하며 리뷰 논문을 마무리하겠다. 이 논문을 통해 EIONS 연구를 막 시작하는 연구자들이 EIONS의 연구 동향을 보다 쉽게 파악할 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.661-669
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• 2022

다양한 전자기기의 발전을 통하여 에너지 저장소자의 소형화, 고효율 및 그린에너지화가 요구되며, 이를 위한 유망한 물질로서 그래핀 및 그래핀 하이브리드와 같은 뛰어난 전기화학적 특성을 지니고 있는 나노재료가 각광받고 있다. 특히 전기차산업에서 이차전지의 원가 절감은 관련 산업의 확산을 결정할 수 있는 핵심요소이며, 따라서 배터리 소재 기술에 대한 연구개발 동향을 분석하고 향후 기술발전방향에 대해 대응하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 연구에서는 이차전지용 그래핀 음극소재 기술의 국가/기업별 특허 동향 분석을 수행하고 분석결과에 대한 시사점을 도출하여 향후 음극재 소재 관련 연구개발 활동에 방향성을 제시하고자 하였다. 분석결과, 실제 특허시장 별 특허동향분석에서 보여진 것처럼 음극재 소재 기술의 경우 미국, 유럽 특허시장의 외국인 비중은 대한민국, 일본 특허시장에 비해 높게 나타났으며, 이는 미국, 유럽 시장성이 높음을 의미한다. 또한 일본의 경우, 음극재 소재 기술 분야에서 선도적인 기술로 독과점하고 있기 때문에 일본 국적의 출원인이 일본 특허시장뿐만 아니라 다른 국가에서도 높은 수준의 출원을 보인다. 마지막으로 대한민국, 미국 특허시장에서 연구기관의 비중은 일본, 유럽 특허시장에 비해 높은 수준을 유지하고 있으며 이는 해당국가에서 아직까지 기술의 상업화가 더디게 진행되고 있음을 알 수 있다. 따라서 이차전지 소재의 높은 수입률로 인한 가격경쟁력 하락이라는 단점을 극복하기 위해서라도 국내 연구기관과 기업들은 본 연구에서 분석한 주요국 및 주요 기업의 특허 동향 결과를 자체 소재 개발 및 확보 전략을 수립하는데 사용해야 할 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.576-579
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• 2011

무선센서네트워크는 여러 분야에 사용되고 있으며 그 특성상 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 설계되어야 한다. 무선 센서들은 한 번 설치되면 다시 교환할 수 없으며 제한된 배터리를 활용하여 운영된다. 따라서 네트워크 수명을 늘리기 위해서는 이러한 센서들의 효율적 활용이 필수적이다. BCDCP 에서는 CH(클러스터 헤드)가 BS(베이스스테이션)에 모든 데이터를 전송한다. BCDCP는 적은 규모의 네트워크에서는 잘 동작하지만 큰 규모에서는 무선 통신을 위한 에너지 소모가 많아 적절하지가 았다. TBRP 는 큰 규모의 네트워크에서는 잘 동작하지만 다중 홉 전송에 따는 에너지 고갈 현상이 빨리 발생한다. 본 논문에서는 균형화된 에너지 소모를 통해 네트워크 수명을 늘리기 위한 기법인 CETRP 를 제안하였다. CETRP 는 클러스터 헤드를 트리구조로 선정하여 에너지 효율을 극대화하였으며 다른 기법과 성능을 비교하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제5권6호
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• pp.583-591
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• 2015

벨트 구동 방식의 소프트 하이브리드 자동차에 적용될 TAS(Torque Assist System)의 성능을 평가하기 위해서는 가속 성능과 연비 성능이 기존 차량보다 우수하여야 한다. 엔진, 모터, 그리고 배터리와 같은 벨트 구동 TAS의 핵심 구성 요소들은 자동차 연비 성능에 큰 영향을 미친다. 따라서, 전체 시스템 관점에서의 효율을 향상시키기 위해서는 핵심 동력원들을 제어하는 동력 분배 알고리즘에 대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 등가 연료 관점에서 통일된 해석 방법을 적용한 연료 소모량을 최소화하는 동력 분배 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘이 차량의 상태 정보 및 요구 동력을 고려한 구속 조건을 만족하면서 엔진의 연료소모량을 최소화하는 제어 변수들을 통해 연비 성능을 높이는 데 기여하는 것을 확인하였다. 제안한 운전 전략의 최적화 과정은 연구 개발 과정에서 시행 착오를 줄일 수 있고 제어 변수들의 특성을 빠르고 정확하게 관찰할 수 있다. 따라서 연료 소모량을 최소화하는 운전 전략을 도출해내는 방법으로 활용 가능하다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권11호
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• pp.215-222
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• 2018

본 논문에서는 슈퍼커패시터를 적용한 에너지 저장장치에 대해서 연구하였다. 납축전지등을 사용하였던 기존방식과는 다르게 슈퍼커패시터를 사용하여 고출력을 달성할 수 있으며, 이러한 특징으로 인하여 연구된 저장장치는 비상전원용 전력을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 전력품질 개선이나 짧은 순간에 큰 출력을 요구하는 고속 기동용 모터등의 전원시스템으로도 사용이 가능한 장점이 있다. 에너지변환 시스템은 양방향 인버터와 컨버터로 구성되어 고속, 고출력의 충전, 방전을 수행할 수 있는 장점도 있다. 양방향 인버터를 이용한 two loop 제어기 설계 방법이 제시되었고, 실험과 제작을 통해 설계 방법의 정합성을 입증하였다. 설계 순서는 먼저 상태공간 평균화 기법과 Decoupling 기법을 이용하여 선형화된 전달함수를 계산하였다. 다음 20% 오버슈트와 안정시간을 만족시키는 전류 제어기 설계를 한 후에 오버슈트 없는 전압과 10배 이상 느린 안정시간을 가지는 전압제어기를 설계한 후 단위계단응답 커브를 통해 원하는 설계특성이 나오는 지를 확인하는 과정으로 이루어진다. 설계된 제어기들은 계통과 단위 역률을 이루며 제어되기 때문에 전력품질 향상을 이룰 수 있으며, 빠른 응답특성과 정상상태 오차를 0으로 만들 수 있는 우수한 제어특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.