• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.69-71
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• 2018

기존 전기자전거의 경우에 사용되는 일반 배터리팩 방식에 비해 이중 배터리 팩 (Li-ion Batterty + Super Capacitor)의 방식이 동등 주행 성능 및 지속 시간 조건에서 무게 및 원가 저감이 가능하다. 또한 기존 승압형 Converter인 Boost Converter는 이중 배터리를 이용시 큰 inrush 전류를 발생시키고 이 전류로 인해 소자 파손에 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 입력 전압을 Li-ion Battery로, 출력 전압에 Super Capacitor를 연결하는 이중 배터리로 구성되고 기존 Boost converter 입력단에 Mosfet과 Diode를 추가하여 inrush 전류가 발생하지 않게 한다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.188-189
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• 2019

본 논문은 리툼이온 배터리의 화재로 이어질 수 있는 전기적 위협(Electrical abuse) 상황 중 외부단락 상황을 재현하였다. 배터리의 초기 온도상태(60℃, 50℃, 25℃, 15℃)와 외부단락 상황에서 배터리의 최대 발열량과의 상관관계를 분석하였다. 초기온도 60℃ 보다 50℃에서 가장 큰 발열량을 보였다. 초기온도 60℃에서 더 큰 단락전류가 측정되었으나 전류가 인가되는 시간은 50℃에서 더 길어 단락실험간 최대 발열은 온도상태 50℃에서 최대 온도 117℃로 가장 크게 측정되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.271-272
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• 2012

전류 적산법(Coulomb counting, ampere counting)을 이용한 배터리 SOC(State-of-Charge) 추정 방법은 상용화된 IC를 사용할 수 있기에 구현이 간단하고 SOC 정의를 통해 배터리 사용 가능한 시간을 쉽게 예측할 수도 있다. 하지만 초기 SOC 오류와 누적되는 전류 정보의 오차로 인해 추정이 실패하는 단점이 존재하기 때문에 이를 해결해주는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 전류 적산법 기반의 배터리 SOC 추정 회로에 확장 칼만 필터(EKF, Extended Kalman Filter)를 접목하여 전류 적산법을 이용하였을 때 나타날 수 있는 오차 누적을 줄이는 알고리즘을 제안한다. 또한 실험을 통해 제안된 배터리 SOC 추정 회로의 성능을 확인해본다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제15권3호
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• pp.433-438
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• 2014

본 논문은 배터리와 태스크를 고려한 저전력 알고리듬을 제안하였다. 제안한 알고리듬은 배터리의 용량과 사용 목표 시간에 따른 단위 시간의 소모 전력을 설정한다. 주어진 모든 태스크들의 소모 전력을 계산한다. 태스크들 중에서 소모 전력이 가장 큰 태스크의 소모 전력과 소모 전력이 가장 작은 태스크의 소모 전력의 평균을 구한다. 태스크의 소모 전력의 평균을 단위 시간을 고려하여 다시 소모 전력을 계산한다. 태스크의 평균 소모 전력의 크기가 계산된 소모 전력의 평균보다 작거나 같을 경우 태스크의 평균 소모 전력보다 큰 태스크 들을 대상으로 저전력을 수행한다. 또한, 태스크의 평균 소모 전력의 크기가 계산된 소모 전력의 평균보다 클 경우 계산된 소모 전력의 평균보다 큰 태스크 들을 대상으로 저전력을 수행한다. 저전력은 태스크의 프로세서와 디바이스의 소모 전력을 분할하여 소모 전력이 큰 부분에 대해 저전력을 수행한다. 실험은 배터리를 고려한 저전력 알고리듬인 [6]과 비교하였다. 실험결과 [6]보다 소모 전력이 감소되어 알고리듬의 효율성이 입증되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.269-276
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• 2023

본 연구에서는 1시간 이상 체공이 가능하도록 드론에 적용하기 위한 하이브리드 동력시스템을 제안한다. 이 동력시스템은 발전기에서 발생되는 교류를 다이오드 브리지 회로를 통해 직류로 변환하여 배터리를 충전시키고 동력시스템의 높은 제어성능을 얻기 위하여 분리된 셀을 갖는 배터리시스템을 사용한다. 본 논문에서는 부하별 연비와 출력을 분석하였으며, 또한 선정된 발전기의 성능을 연구하였다. 제안된 하이브리드 동력시스템을 장착한 드론은 중량 대비 출력 비율이 0.82로 계산되었으며, 비행시간은 4,179초 동안 비행하였다.

• 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.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권11호
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• pp.419-426
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• 2014

최근 스마트 모바일 기기에서의 고성능화 추세는 더 많은 소비 전력을 요구하게 되어 배터리 사용 시간의 감소로 이어지고 있다. 이에 배터리 관리의 중요성과 그 연구에 필요한 정확한 배터리 모델링 방법이 중요해지고 있다. 배터리 모델은 크게 수학적 모델, 전기화학적 모델, 전기적 모델로 구분된다. 그중 전기적 모델에서 전기적 소자를 사용한 테브닌 등가회로와 SOC의 비선형 함수 모델을 사용하는 것이 일반적이나, 온도나 사용연한에 따른 특성 변화, 전기적 소자로 표현할 수 없는 비정형적 저항성분 등의 존재로 OCV 결과 출력의 정확성에 한계가 존재한다. 본 논문에서는 기존의 모델의 정확성을 향상시키기 위하여 배터리의 SOC 특성을 나타내는 수학적 함수 모델을 개선하고 온도, 수명, 그리고 전기적 특성의 비선형성을 포함하는 새로운 배터리 모델을 제안한다. 또한 제안한 모델을 구현한 시뮬레이터를 사용하여 정적 전류 상태와 동적 전류 상태에서의 배터리의 방전 결과를 예측한 결과, 기존 방법 대비 실측값과의 MSE가 개선된 결과를 보였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제12권3호
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• pp.133-140
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• 2023

리튬 이온 배터리는 사용 환경과 양극재 조합 비율에 따라 배터리의 성능이 좌우된다. 고성능 리튬 이온 배터리를 개발하기 위해서는 양극재 비율을 다양하게 변화시켜가면서 배터리를 제작하고 성능을 측정해야 한다. 하지만 모든 변수 조합에 대해 배터리를 제작하고 성능을 측정하기에는 많은 시간과 비용이 소모된다. 그렇기 때문에 최근에는 데이터 기반으로 인공지능 모델을 활용하여 배터리의 성능을 예측하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존 공개 배터리 데이터는 동일한 배터리로 측정 실험을 하였기 때문에 양극재 조합 비율은 고정되어 있어서 데이터 속성으로 포함되지 않았다. 본 논문에서는 양극재 소재 조합 비율에 따른 배터리의 성능을 예측할 수 있는 인공지능 모델 개발에 필요한 학습 데이터 모델을 정의한다. 우리는 리튬 이온 배터리의 성능에 영향을 미칠 수 있는 요인을 분석하여 양극재 소재별 질량과 배터리 사용 환경을 입력데이터로, 배터리의 출력과 용량을 목적 데이터로 정의하였다. 공개 배터리 데이터 중에는 양극재 비율이 포함된 데이터가 없어 양극재 비율을 모두 동일한 값으로 설정한 제한된 데이터로 다중 선형회귀 분석, 서포트 벡터 회귀분석, 다중 로지스틱 회귀 분석, LSTM 분석을 수행하였다. 실험 환경이 다른 배터리 데이터에서 각각의 배터리 데이터는 고유한 패턴을 유지하였으며, 배터리 분류 모델은 각각의 배터리를 약 2%의 오차로 분류하는 것으로 나타났다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.307-308
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• 2011

본 논문에서는 2차전지의 필수적인 충 방전 데이터의 수집 및 분석을 쉽게 할 수 있는 배터리 충 방전 데이터 수집 장치를 개발하였다. 개발된 장치는 데이터 샘플링 시간 설정(0.1~10초)과 충 방전 사이클 중 대기시간 설정이 가능하도록 설계하였다. 또한 충 방전 사이클 횟수를 배터리의 활성화와 전압 평균화를 위하여 최대 10회까지의 수행할 수 있도록 개발하였다. 개발된 장치의 성능을 검증하기 위해 LabVIEW로 측정된 데이터와 비교 분석하여 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.138-139
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• 2011

무인 운반차(AGV, Automated Guided Vehicle)은 1955년에 개발된 자재 운반용 무인운송 시스템으로 초기에는 제조 현장에서 자재의 운송에 국한되어 사용되었다. 최근에는 창고, 컨테이너 터미널 그리고 지하공간에서의 반복되는 실내/외 운송으로까지 그 사용이 확산되고 있다. AGV는 제조현장에서 제조 공정과 관련된 모든 자재의 이송에 적용되고 반복되는 운송의 형태에 사용되며, 실내 용도로는 수입, 저장, 분류, 반출, 이송과 공정 간의 파레트(Pallet) 이송에 사용되며, 비교적 작은 용량의 AGV가 이러한 제조현장에서 산업용도에 쓰이고 있다. AGV는 실내에서 주로 사용되는 환경적 특성상 배터리를 사용하며, 충전하거나 교환하여야 하며, 이에 소요되는 시간이 시스템의 성능에 큰 영향을 미친다. 대부분의 제조현장이나 배송센터에서 AGV는 비교적 짧은 거리를 운행하므로 대기 시간 중에 배터리를 충전하거나 교환이 가능하다. 하지만 비교적 장거리를 운행하는 시스템에서는 AGV의 가동률을 50% 이하로 유지하거나 온라인 충전 시스템을 구비하여야만 배터리 전압 강하에 의한 시스템의 마비를 예방할 수 있다.