• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권3호
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• pp.63-72
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• 2014

배터리 교체형 전기버스는 친환경 공공교통 수단이다. 그러나 기술적 한계로 인하여, 이 버스는 소모된 배터리를 충전된 배터리로 반복해서 교체해야 한다. 현재 국내에서 연구 중인 배터리 자동 교체형 전기버스는 배터리 무인 자동교체소에서 자동으로 배터리를 교체할 수 있다. 본 논문에서는 배터리 자동 교체형 전기버스 운영 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 두 가지 서비스를 제공한다. 첫째, 이 시스템은 버스 도착 알림 서비스를 제공한다. 이 서비스는 기존 대도시에서 서비스 중인 버스정보시스템의 기능으로, 버스 승객들에게 버스를 얼마나 기다려야 하는지를 알려준다. 둘째, 배터리 교체 스케줄링 서비스를 제공한다. 이 서비스는 배터리 잔량이 얼마 남아있지 않거나 배터리 교체를 원하는 버스를 완충된 배터리를 저장하고 있는 배터리 무인 자동교체소로 할당하는 역할을 한다. 제안된 시스템을 검증하기 위해서 시스템을 DEVS형식론으로 모델링하였다. 시뮬레이션 결과, 제안된 시스템은 위의 서비스들을 충실히 수행함을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.279-287
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• 2012

전기 자동차의 배터리는 휘발유 경유로 연료를 공급하는 자동차에 비해 배터리 충전에 오랜 시간이 소요된다. 이는 전기 자동차의 상용화를 위해 산업계에서 해결해야 할 문제이다. 따라서 관련 업계에서는 배터리 교환소에서 충전되어 있는 배터리를 교체해 주는 방안이 제시되고 있다. 하지만, 아직 배터리 교체 방법에 대한 보안 위협과 요구 사항 등에 대한 연구가 미비한 실정이다. 본 논문에서는 배터리 교체 충전 방식에서 보안을 위협하는 요소들을 살펴보고, 이를 해결하기 위해 보안 요구사항을 적용한 배터리 교체식 시스템을 정의한다. 본 논문의 연구 결과는 추후 배터리 충전 방식의 상용화 및 해당 분야의 보안 분석에 있어 참고자료의 역할을 할 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(2)
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• pp.830-833
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• 2004

UPS 시스템에서 정전시 안정적인 전력공급을 방해하는 요소의 대부분은 배터리의 불량이 차지하고 있다. 일반적으로 UPS 시스템에 적용되는 배터리는 일정시간이 경과되면 전체를 교체하는 관리시스템을 가지며, 주기적인 방전시험을 실시하지만 교체기준에 대한 명확한 방안이 마련되어 있지 않다. 일부에서는 배터리의 내부저항 혹은 임피던스를 측정하여 배터리의 교체여부를 판단하는 기준으로 삼고 있지만 배터리의 비선형적 특성으로 인하여 그 오차범위는 크다고 할 수 있다. 또한 배터리는 부동충전시에는 정상적인 특성을 보이지만 방전시 불량 특성이 나타나는 경우가 많고, 리튬-이온 배터리의 경우 내부저항은 수십$[m\Omega]$의 비교적 큰 값을 가지지만 UPS에 적용되는 납축전지의 경우 수$[m\Omega]$ 정도의 아주 낮은 내부저항을 가져 측정오차에 의해 불량 여부를 명확히 판단하지 못하는 경우가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점에 착안하여 평상시에는 배터리의 개별셀 전압, 온도, 전체전압 및 보관함의 온도, 충방전 전류, SOC(State of Charge)를 현장 및 원격지의 모니터링 PC로 전송하여 사용자에게 보여주며, 정전으로 인한 방전시에는 내부저항과 개별셀의 용량을 계산하고 이를 통해 교체시기를 결정할 수 있도록 구성되어 있으며, 실험을 통해 타당성을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권4호
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• pp.95-104
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• 2013

지구 온난화, 화석연료의 고갈 등이 중요한 문제로 대두됨에 따라 전기자동차가 관심을 얻고 있다. 그러나 배터리 충전 시간, 높은 배터리 제조비용 등은 전기자동차가 널리 보급되는데 장애요인이 되고 있다. 이런 기술적 문제점을 해결하기 위한 대안으로 배터리를 교체하여 운행하는 운영 방식이 개발되었다. 배터리 교체형 시스템에서는 배터리의 공급망이 복잡하기 때문에 배터리의 신뢰성 확보 및 관리의 효율화를 위해서는 배터리 이력추적 시스템의 구축도 함께 진행되어야 한다. 본 연구에서는 전기자동차 배터리 이력추적 시스템에서 배터리 식별을 위해 사용될 RFID 코드를 설계하였다. 설계된 코드는 EPCglobal의 GRAI-96 표준을 기반으로 하였으며 배터리의 외형적 특성, 화학적 특성, 제조사, 제조일 등을 반영하였다. 설계된 코드는 RFID 코드뿐만 아니라 각 배터리의 개체식별번호로도 적용이 가능하다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.554-555
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• 2013

본 연구는 스마트 e버스 시스템 중 배터리 교환로봇을 이용한 배터리 교체시설과 배터리 급속충전 시설인 자동 배터리 교환시설의 전기안전성 안전진단을 통하여 현 시설물의 문제점 분석과 개선사항 도출을 통하여 안전한 사용을 위한 스마트 e 버스 시스템의 전기 시설 기준(안)을 개발하는데 도움이 되고자 한다

• 스마트미디어저널
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• 제12권11호
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• pp.103-112
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• 2023

최근 리튬이온 배터리 사용이 늘어남에 따라 배터리 화재 및 사고 예방의 필요성이 대두되고 있다. 사고 예방을 위해서는 배터리 SOH(State of Health)를 예측하여 열화가 많이 진행된 배터리의 교체 시기를 확인하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 배터리의 충전 과정에서 얻을 수 있는 최대 전압 도달 시간, 전류 변화 시간, 최대 온도 도달 시간, IC(Incremental Capacity) 등 4가지 배터리 열화 특성과 어텐션 메커니즘을 이용한 장단기 메모리(Long Short Term Memory, LSTM)를 사용하여 배터리의 열화 상태를 예측하는 모델을 제안한다. NASA에서 제공하는 배터리 데이터 세트를 사용해 제안하는 모델의 성능을 측정한 결과 일반적인 LSTM 모델을 사용하는 경우보다 예측성능의 개선을 확인할 수 있었고, 특히 배터리 교체 주기에 가까운 SOH 90-70% 구간에서 더 우수한 성능을 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.60-62
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• 2013

기본적으로 많은 인자들에 의해 영향을 받는 배터리 시스템은 일반적으로 사용 용도에 따라 단위 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 하나의 배터리 모듈을 형성하고 있다. 다수개의 단위 배터리 셀을 연결하여 하나의 배터리 모듈로 사용하는 경우, 개별 셀의 활물질 및 전해액의 미소 변동, 충방전 사이클 차이, 온도의 영향에 따라 배터리 특성이 다르게 나타난다. 이러한 특성으로 인해 충전 및 방전이 진행됨에 따라 셀간의 전압 불균형 현상이 발생하고 이로 인해 배터리 수명은 급격하게 감소하여 배터리 교체와 같은 경제적 손실을 초래한다. 본 논문에서는 배터리의 성능과 안전성을 확보하기 위해 배터리 밸런싱에 관한 연구를 수행하였다. 기존의 수동적 밸런싱의 단점을 보완한 능동적 밸런싱을 사용하였고 제안한 회로의 기능 및 성능의 검증을 위해 배터리 관리 장치 보드를 설계 및 제작하여 시험한 결과 개선된 기능이 원활히 수행됨을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.1241-1248
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• 2014

사물인터넷의 하위 구조인 센서 네트워크는 센서 노드의 효율적인 배터리 사용이 중요한 요소이다. 센서노드의 배터리 사용 시간을 최대화할 수 있으면 센서 네트워크의 생존 시간도 늘어나고 사물인터넷의 신뢰도도 향상될 것이다. 이 문제에 대한 기존의 해결들은 주로 후보 노드들의 에너지 잔량에 기반하여 클러스터 헤드의 주기적 교체에 중점을 두었다. 본 연구에서는 헤드 교체 주기를 효율적으로 관리하여 네트워크의 생존 시간을 최대화하고자 한다. 제안하는 기법은 센서노드의 에너지 잔량, 위치, 밀도 등을 고려한 임계치에 기반하여 헤드를 교체하고 최초로 소멸되는 노드의 시각과 최후로 소멸되는 노드의 시각 사이의 시간을 최소화 한다. 실험 결과 제안하는 기법은 노드간의 에너지 균형과 네트워크의 생존시간을 최대화하는 것을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권6호
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• pp.34-42
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• 2011

USN환경에서 다양한 정보 수집을 위해 배치된 수많은 센서노드들의 배터리를 일일이 교체해 주는 것은 많은 시간과 비용이 소요된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 본 논문에서는 센서노드 배터리 충전용 전력획득모듈을 제안한다. 센서모듈이 환경 정보를 센싱하고 정보를 전송하는데 소모하는 전력과 자연 방전되는 배터리 전력을 보충하기 위해, 전력전송모듈에서 전송한 RF 전력을 획득모듈에서 효과적인 획득 및 효율적인 전력관리를 통해 배터리에 충전한다. 획득된 전력은 배터리 전력을 일정한 레벨로 유지시켜 센서노드의 배터리 교체 주기를 반영구적으로 늘림으로써 USN 산업의 신뢰성과 적용가능성을 높이고 USN 산업 활성화에 기여할 수 있다. 본 논문에서는 RF 무선전력전송 시스템을 이용하여 전력전송/획득모듈간 5 m의 거리에서 입사된 10 dBm의 전력을 4.2 V의 1 mA 이상의 전류로 센서노드용 리튬폴리머 배터리에 충전하는 실험을 거쳐 시스템을 검증하였고 센서노드의 배터리 소모전류와 센싱정보 송신주기를 무선으로 충전할 수 있는 전류량과 비교하였다.

• 한국태양광발전학회지
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• 제3권2호
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• pp.55-62
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• 2017

전기차 보급의 확대에 따라 배터리의 사용연한 도래 시 폐배터리의 누적규모도 전기차 판매량에 비례하여 증가할 것으로 보인다. 국가 별 규제로 인해 배터리의 재활용(Recycle) 의무가 있는 자동차 제조사를 중심으로 폐배터리를 재사용(Battery Second Use: B2U)한 ESS(Energy Storage System) 제품을 출시하거나 이를 활용한 실증 과제를 운영 중에 있다. 전기차 배터리의 성능 보증 수준은 통상 초기용량의 80%로, 보증이 완료된 폐배터리를 낮은 가격으로 매입하여 ESS로 활용할 경우 초기용량의 60%까지 사용 후 폐기할 수 있다. 따라서 B2U 제품은 신규 배터리 셀을 사용하는 ESS 제품 대비 가격은 저렴하나, 20년 이상 사용하는 태양광 시스템과 연계 시 4~6회 교체가 필요하다. 이러한 배경에서 본 고에서는 가정용 태양광 시스템에 신규 배터리를 사용한 가정용 ESS 제품과 B2U ESS 제품 연계 시 에너지 균등화 비용(Levelized Cost of Energy: LCOE)을 비교하여 B2U 제품의 경제적 타당성을 추정한다.