• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2000.07a
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• pp.636-640
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• 2000

A novel integrated battery charger/discharger converter for a standardized battery module is proposed. Instead of using separate charger and discharger converters. it integrates these two converters into a single converter in order to minimize the size. the integrated charger/discharger converter not only regulates the solar array output power including the peak power tracking capability but also controls the battery charging/discharging current depending on the solar array output power and the load power. In addition it offers a regulated bus voltage which simplifies the power distribution/conversion for the pay load.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.475-476
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• 2010

본 논문은 에너지 저장장치로 각광받는 Li 배터리를 이용한 양방향 DC-DC컨버터의 구성 및 빠른 통특성을 갖는 이중 루프 PI제어기 설계를 제시하였다. 제어기는 초기 충전을 위한 정전류 제어기와 초기 충전 이후에 동작을 개시하는 전력제어기를 구성하였다. 배터리 모델링 및 양방향 DC-DC 컨버터용 제어기는 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통하여 검증하였으며, 그 타당성을 실험을 통하여 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.58-59
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• 2014

본 논문에서는 비례-적분(PI) 제어의 상태관측기를 구성하여 리튬폴리머 배터리의 충전량(SOC)을 추정하는 기법에 대해 설계한 뒤 실험을 통하여 검증하였다. 리튬폴리머 배터리는 1차 R-C 등가모델로 단순화하여 표현하였고, PI상태관측기를 Matlab/Simulink에서 설계하였다. 상온($25^{\circ}C$)에서 양방향 DC-DC 컨버터를 이용하여 리튬폴리머 배터리에 FTP-72 충 방전 사이클의 전류패턴을 인가한 뒤 SOC 추정기법을 검증하였다. PI상태관측기는 임의의 초기 SOC 상태에서도 오차율 2%이내로 SOC를 추정하여 모델링 에러나 외란에도 강인한 특성이 있는 것을 확인하였다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.17 no.5
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• pp.199-208
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• 2017

Lithium polymer batteries are used in energy storage systems (ESS), electric vehicles (EVs), etc. due to their high safety, fast charging and long lifecycle, and now they are used in agricultural drones. However, when overcharging and overdischarging, the lithium-polymer battery is destroyed in the gap structure in the lithium-ion battery and the battery life is reduced. In order to prevent overcharge and overdischarge, uneven cell voltage Cell balancing system is needed. In this paper, a fuzzy controller suitable for nonlinear systems is proposed by detecting the unbalanced cells by detecting the voltage difference between charging and discharging of each cell, and suggesting the applied cell balancing algorithm. In this paper, we have designed the cell balancing of the battery pack of agricultural drones by fuzzy control and it is designed for equal control between cells. As a final result, we checked whether cell balancing is good, and when there are two cells, Cell balancing was confirmed. We tested whether it could be used for other products. As a result, we confirmed that cell balancing is good regardless of the number of cells used.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.25-26
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• 2014

배터리를 사용하는 하이브리드 시스템의 확장으로 인하여 2차 전지를 활용할 수 있는 양방향 컨버터의 사용이 증가하고 이에 대한 연구의 필요성 또한 증가하고 있다. 기존 비절연형 단방향 컨버터는 인덕터의 전류와 부하단 캐패시터의 전압을 변수로 지정하고 고정 전원과 고정부하를 대입하여 모델링에 적용했지만, 실제 사용되는 양방향 컨버터의 동작과는 차이가 있다. 또한 이상적인 전원과는 달리 배터리의 단자전압은 SOC 및 충방전 상태에 따라 전압 변동이 일어나고 컨버터의 스위칭 동작에 의해 전압 리플이 발생하기 때문에 제어기를 설계하기 위해서는 이를 반영하여 해석하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 비절연형 양방향 컨버터의 양쪽에 부착된 캐패시터가 모두 변수로 적용된 전달함수와 이를 이용하여 설계된 제어기를 제안한다. 컨버터 모델링에 State-Space Averaging 방법을 사용하여 양방향 컨버터의 소신호 분석을 하였고, 충전 모드와 방전 모드 일때 전달함수를 각각 구하였다. 앞서 구한 전달함수를 이용하여 pole/zero 분석을 통해 PI 제어기 설계를 하였고, 주파수 분석을 통해 안정성을 확인하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.10 no.5
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• pp.428-435
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• 2005

In this paper a power controller is proposed to accurately control the commanded power for charge and discharge operation of a bidirectional DC-DC converter so that durability is improved in hybrid systems such as fuel cell vehicles. Also, a control algorithm for charge and discharge operation is proposed to improve fuel utilization and keep battery SOC constant so that energy is effectively utilized.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.60 no.3
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• pp.363-370
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• 2022

In this paper, an estimation algorithm for state of charge (SOC) was applied using an equivalent circuit model (ECM) and an Extended Kalman Filter (EKF) to improve the estimation accuracy of the battery system states. In particular, an observer was designed to estimate SOC along with the aged capacity. In the case of the fresh battery, when SOC was estimated by Kalman Filter (KF), the mean absolute percentage error (MAPE) was 0.27% which was smaller than MAPE of 1.43% when the SOC was calculated by the model without the observer. In the driving mode of the vehicle, the general KF or EKF algorithm cannot be used to estimate both SOC and capacity. Considering that the battery aging does not occur in a short period of time, a strategy of periodically estimating the battery capacity during charging was proposed. In the charging mode, since the current is fixed at some intervals, a strategy for estimating the capacity along with the SOC in this situation was suggested. When the current was fixed, MAPE of SOC estimation was 0.54%, and the MAPE of capacity estimation was 2.24%. Since the current is fixed when charging, it is feasible to estimate the battery capacity and SOC simultaneously using the general EKF. This method can be used to periodically perform battery capacity correction when charging the battery. When driving, the SOC can be estimated using EKF with the corrected capacity.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.226-227
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• 2019

본 논문에서는 마이크로그리드 시스템의 기존 교류 배전망에서 전력 전송 손실을 개선하기 위해 직류 배전망으로 설계하면서 전력을 저장하는 배터리부와 상기 배터리부로부터 LVDC망 전압을 사용자가 설정 및 설계한 전압에 대응하며 유지하기 위한 양방향 DC/DC 컨버터에 대해서 연구하였다. 기존에 사용하던 방식과는 다르게 슈퍼캐패시터를 추가하여 고속, 고출력의 충방전을 할 수 있으며, 이러한 특징으로 인하여 전력품질 개선과 비상시 전력을 공급할 수 있는 장접을 갖게 되었다. 제어기는 PI 제어기를 적용하였으며, PWM 게이팅 신호를 만들어 스위칭 소자를 제어하였다. 매트랩 시뮬링크를 이용하여 양방향 DC/DC 컨버터의 회로를 설계하고 구동 알고리즘을 적용해서 시스템을 구성하여, 슈퍼캐패시터를 이용한 양방향 DC/DC 컨버터의 역할 가능성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.220-221
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• 2013

본 논문은 OCV 추정기법을 이용한 전류적산법의 SOC Reset 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 배터리 상황에 따라 OCV 추정을 위한 휴지시간을 달리 설정한다. 이에 따라 짧은 휴지 시에도 SOC Reset Point를 늘려 전류적산법의 오차를 Reset함으로써 SOC 추정 능력을 향상한다. Li-ion 27 Ah/99.9 Wh 배터리의 충 방전 실험을 통해서 OCV 판별 시간을 도출하여 알고리즘을 구현한다. 전기자동차의 주행 패턴을 모사하여 기존의 전류적산법과 비교 실험을 통해 제안한 알고리즘을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.289-290
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• 2013

소규모 전력망에서 계통에 이상이 발생하면 ESS의 양방향 컨버터는 배터리 충 방전 동작을 멈추고 DC-Bus 전압을 제어하는 기능이 요구된다. 이 경우 양방향컨버터는 배터리측 제어에서 DC-Bus측 고전압제어로의 신속한 전환이 요구된다. 본 논문에서는 양방향컨버터의 끊김없는 입 출력 절환을 위한 새로운 제어기법을 제안한다. 제안하는 기법은 가변리미터를 이용하여 저전압 및 고전압제어기를 하나로 통합하였고 상위제어기의 지령없이 자율적인 판단으로 절환이 가능하다. 제안한 알고리즘은 2kW급 시작품을 제작하여 타당성을 검증하였다.