• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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• pp.157-158
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• 2012

본 논문은 리튬 폴리머 배터리의 수명 감소에 대한 경향성 테스트를 토대로 이중 확장 칼만 필터(Dual EKF)를 이용하여 배터리의 SOC(State-of-Charge) 및 SOH(State-of-Charge) 방법을 제안하였다. 배터리에 수명에 따른 임피던스 변화를 테스트를 수행함으로써 등가회로 모델상에서 수명에 따른 변화가 가장 큰 내부 저항을 선택함으로써 배터리의 SOH 추정을 위해 선택하였다. 배터리 모델은 4.2V, 1440mAh의 리튬폴리머 전지에서 추출되었다. 배터리는 Bulk 커패시터, 두 개의 R-C회로, 직렬 저항을 사용하여 모델링하였다. Dual EKF를 모델에 적용하기 위해 캐패시터 전압은 개방 회로 전압(OCV)을 나타내는데 사용된다. Dual EKF는 충/방전 기기인 TOSCAT-5200에 의해 얻은 실험 데이터로 테스트하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.2
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• pp.150-157
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• 2014

Li-Ion battery is used in the most satellites now due to advantages such as weight, thermal dissipation and self discharge compared to the previous generations of electrochemical batteries. The performance analysis model of the Li-Ion battery is needed to aid the design of new satellite electrical power subsystem. This paper develops the performance analysis model of the Li-Ion battery to apply to the electrical power subsystem design and energy balance analysis on geostationary orbit. The analysis model receives the satellite bus power, solar array power and battery temperature and gives the battery voltage, charge and discharge currents, taper index, state of charge and power dissipation. The results from the performance analysis are compared and analyzed with the flight data to verify the model. The compared results show satisfactory without significant difference with the flight data.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.71-72
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• 2015

배터리의 랜들 등가회로 모델은 기본적으로, 전달 저항 Rct, 전기 이중층 커패시턴스 Cdl, 내부저항 Ri, 그리고 개방회로전압 Voc의 4가지 파라미터로 구성 된다. 본 논문은 실험에 의해 리튬이온 배터리의 모델링을 위한 기본적 4가지 파라미터를 추출하고 운전조건에 따른 특성을 분석한다. 분석 결과를 이용하여 본 연구자에 의하여 제작된 전기 스쿠터의 SOC(State of Charge)를 추정하는 알고리즘을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.137-138
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• 2018

본 논문은 단일 배터리의 발열량 추정을 위한 전기-열적 해석을 수행하였다. 셀의 물리적 특성, SOC별 저항에 중점을 두어 발열량 추정을 하였다. 실험과 시뮬레이션을 비교하여 제시한 모델과 발열 저항의 의미를 확립 및 검증하며 단일 배터리의 방전구간 발열량을 추정하였다.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.3 no.11
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• pp.419-426
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• 2014

The recent trend of performance increase in the smart mobile devices demands more power consumption and lower batter life time. Among three battery models of mathematical model, electrochemical model and electric model, the Thevenin's equivalent circuit with non-linear function model of SOC in the electrical model is widely used. However, the OCV results have only limited accuracy because of the characteristic shift caused by temperature and age and atypical impedance property that cannot expressed by electrical components. In this paper, the new battery model that improves the accuracy of the existing models is proposed. In the proposed simulator the mathematical model for SOC characteristic is improved and the adjustment for the temperature, the age of battery and atypical electrical characteristics. In the experimental results of predicting of the battery in the static and dynamic state, the proposed simulator shows improved MSE comparing to the results of the existing methods.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.130-131
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• 2012

본 논문은 확장 칼만 필터(EKF)를 이용하여 배터리의 SOC(State-of-Charge) 추정 방법을 제안하였다. EKF는 정확한 모델에서만 제대로 동작 할 수 있다. 따라서, 본 논문은 EKF의 적용을 위해 높은 정확도를 가진 전기적 배터리 모델에 대해 설명한다. 배터리 모델은 4.2V, 40Ah의 리튬폴리머 전지에서 추출되었다. 배터리는 Bulk 커패시터, 두 개의 R-C회로, 직렬 저항을 사용하여 모델링하였다. EKF를 모델에 적용하기 위해 캐패시터 전압은 개방 회로 전압(OCV)을 나타내는데 사용된다. EKF는 충/방전 기기인 Maccor 8500에 의해 얻을 실험 데이터로 테스트하였다. 테스트 결과에서 추정의 오차가 최대 5% 정도로 줄일 수 있다는 것을 보여준다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.54 no.4
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• pp.99-107
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• 2017

This paper proposes a battery model coefficient correction method for improving the accuracy of existing lithium battery equivalent models. BMS(battery management system) has been researched and developed to minimize shortening of battery life by keeping SOC(state of charge) and state of charge of lithium battery used in various industrial fields such as EV. However, the cell balancing operation based on the battery cell voltage can not follow the SOC change due to the internal resistance and the capacitor. Various battery equivalent models have been studied for estimation of battery SOC according to the internal resistance of the battery and capacitors. However, it is difficult to apply the same to all the batteries, and it tis difficult to estimate the battery state in the transient state. The existing battery electrical equivalent model study simulates charging and discharging dynamic characteristics of one kind of battery with error rate of 5~10% and it is not suitable to apply to actual battery having different electric characteristics. Therefore, this paper proposes a battery model coefficient correction algorithm that is suitable for real battery operating environments with different models and capacities, and can simulate dynamic characteristics with an error rate of less than 5%. To verify proposed battery model coefficient calibration method, a lithium battery of 3.7V rated voltage, 280 mAh, 1600 mAh capacity used, and a two stage RC tank model was used as an electrical equivalent model of a lithium battery. The battery charge/discharge test and model verification were performed using four C-rate of 0.25C, 0.5C, 0.75C, and 1C. The proposed battery model coefficient correction algorithm was applied to two battery models, The error rate of the discharge characteristics and the transient state characteristics is 2.13% at the maximum.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.3
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• pp.227-234
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• 2014

Fuel consumption rates of electric vehicles strongly depend on their battery performance. Because the battery performance is sensitive to the operating temperature, temperature management of the battery ensures its performance and durability. In particular, the temperature distribution among modules in the battery pack affects the cooling characteristics. This study focuses on the thermal modeling of a battery pack to observe the temperature distribution among the modules. The battery model is a prismatic model of 10 NiMH battery modules. The thermal model of the battery consists of heat generation, convective heat transfer through the channel and conduction heat transfer among modules. The heat generation is calculated by the electric resistance heat during the charge/discharge state. The model is used to determine a strategy for proper thermal management in Electric vehicles.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.340-341
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• 2020

본 논문에서는 셀 단위 바나듐 배터리의 220회의 충·방전 사이클 기반으로 획득한 데이터를 통해 장기간 사이클 시험에 따른 바나듐 배터리의 전기적 등가회로 모델에 적용되는 파라미터 분석 결과를 제시한다. 또한 온도에 따른 영향성 분석을 위해 상온(25℃), 저온(15℃) 및 고온(35℃)에서 각 10회 충·방전 사이클 실험을 진행하였고, 이에 대한 파라미터 분석 결과도 제시한다. 장시간 사이클 실험에 따른 전기적 특성분석 결과 바나듐 배터리의 핵심 노화인자는 배터리 전기적 모델에서 직렬저항인 Ri 파라미터임을 시험 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.15-16
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• 2015

본 논문은 리튬 이온 배터리의 실시간 등가회로 모델링의 정확도 개선을 위한 방법을 제안한다. 기존의 실시간 변수 추출 방법은 다수의 비선형 변수를 포함한 2차 RC ladder 모델을 기반의 변수 추출이 어렵다. 개선된 방법은 오프라인 변수 추출 결과를 기준값으로 저항성분을 실시간으로 추정하여 보정하는 방법을 사용한다. 각 실시간 모델링 방법별로 배터리 모델을 완성하고 단자 전압을 재현하여 정확도를 검증한다.