• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
• /
• v.8 no.12
• /
• pp.277-286
• /
• 2019

The Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is one of the most precious inventions of Internet of things (IOT). UAV faces the necessity to charge battery or replace battery from the charging stations during or between services. We propose scheduling algorithms for drone power charging (SADPC). The basic idea of algorithm is considering both a deadline (for increasing deadline miss ratio) and a charging time (for decreasing waiting time) to decide priority on charging station among drones. Our simulation results show that our power charging algorithm for drones are efficient in terms of the deadline miss ratio as well as the waiting time in general in compare to other conventional algorithms (EDF or SJF). Also, we can choose proper algorithms for battery charge scheduling and charge ready battery allocation according to system parameters and user requirements based on our simulation.

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

• Journal of Satellite, Information and Communications
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.15-19
• /
• 2013

Lithium-ion batteries have been used for high density energy storage system due to the features such as low self-discharge rate. And the unit cell battery with the voltage less than 4V is recommended to use the series connections for a high voltage charger. When batteries are charged or discharged with series connection, there may be an explosion or degradation of unit cell battery owing to undistributed internal resistance of cell battery. therefore, the voltages of unit cell batteries should be monitored to prevent an overcharging and a deep discharging. This paper introduces the implementation of CVM (Cell Voltage Monitoring) system that can transmit the 12 channel's information including voltages and temperatures with the 12-bits resolutions and the transmission speed of 192 kbps.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.22 no.3
• /
• pp.300-304
• /
• 2012

This paper presents a nonlinear observer design method for SOC(state-of-charge) estimation of Lithium polymer battery cell. The dynamic equation of the battery cell is modeled as a simple RC electrical circuit with a nonlinear voltage source and the parameters are obtained via nonlinear optimization. Using the sum of squares decomposition, the observer gain is designed such that the error dynamics is asymptotically stable and the decay rate is below the prescribed value. In order to illustrate the performance of the observer, a computer simulation is performed using the experimental data with the UDDS(urban dynamometer driving schedule) current profile.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.17 no.1
• /
• pp.130-136
• /
• 2009

A lumped parameter model of Li-ion battery in hybrid electric vehicle(HEV) is constructed and system parameters are identified by using recursive least square estimation for different C-rates, SOCs and temperatures. The system characteristics of pole and zero in frequency domain are analyzed with the parameters obtained from different conditions. The parameterized model of Li-ion battery indicates highly dependant of temperatures. The system pole and internal resistance changes 6.6 and 18 times at $-20^{\circ}C$, comparing with those at $25^{\circ}C$, respectively. These results will be utilized on constructing model-based state observer or an on-line identification and an adaptation of the model parameters in battery management systems for hybrid electric vehicle applications.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.53-55
• /
• 2019

리튬 이온 배터리가 소형 모바일 기기, 전기 자동차, 에너지 저장장치 등에 상용화됨에 따라서 이의 충전 상태(SOC) 추정 및 셀, 모듈의 건전성(SOH)의 예측이 배터리 사용 기기의 관리 지표로 사용되고 있다. 리튬 이온 배터리는 여러 차례의 방전으로 노화되어 기기의 요구 부하를 공급가능한지 지표로 평가되어야 한다. 정확한 SOH 추정을 위해 리튬 이온 배터리의 방전 용량 실험이 주기적으로 진행되어야 하며, 이를 통해 오프라인 기반의 SOH 추정이 가능해진다. 본 논문에서는 베이지안 회귀분석 방법을 이용하여 오프라인 SOH 추정을 진행하기 위해 방전 용량을 추정하였으며, 고출력 배터리인 18650 25R셀을 이용하여 방전 용량 추정 결과 방전 전류 1 C-rate에서 1%, 2 C-rate에서 2%의 추정 오차율을 나타냈다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.50 no.12
• /
• pp.819-828
• /
• 2022

Sensitivity of aircraft sizing depending on battery performance was studied for a generic quad tilt rotor type electric vertical takeoff and landing vehicle. The mission requirements proposed by Uber Elevate and NASA were used for initial sizing, and the calculated gross weight is ranged between 5,000lb and 11,000lb for battery specific energy range of 200-400Wh/kg in pack level and continuous discharge rate range of 4-5C. For the assumed gross weight of 7,000lb, the required battery performance was calculated with two different criteria: available power and energy, and the effects of battery specific energy and discharge rate are analyzed. The maximum discharge rate is also recommended considering failure cases such as one battery pack inoperative and one prop rotor inoperative.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2008.06a
• /
• pp.612-614
• /
• 2008

본 논문에서는 소형 독립형 태양광발전시스템의 충방전제어 시스템을 구성하였으며 충방전 특성을 고찰하였다. 태양전지의 정격전압이 축전지의 충전전압보다 높으므로 충방전제어는 Buck 컨버터로 설계하였으며, 정전압 충전방식을 이용하였다. 또한 온도보상회로를 통하여 축전지의 충전전압에 대한 온도 보정을 하였다. 충방전제어 시스템의 특성을 고찰하기 위하여 170W급 독립형 태양광발전시스템을 구성하였으며 출력특성을 고찰한 결과 충전 및 방전이 원활히 진행됨을 알 수 있었으나 충전시 정전압 충전방식을 사용하였고 태양전지 출력측에 MPPT제어가 이루어 지지 않은 탓으로 태양전지 이용율이 떨어지는 단점이 있다는 것을 확인하였다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
• /
• v.37 no.2
• /
• pp.188.1-188.1
• /
• 2012

인공위성에 사용되는 배터리 기술은 1960년대 최초로 사용된 니켈 카드뮴(NiCd)을 시작으로 발전하기 시작해서 현재는 리튬-이온(Li-Ion)에 이르렀다. 리튬-이온 배터리는 높은 Energy Density(작은 크기와 무게), 낮은 자가 방전율을 가짐과 동시에 메모리 효과가 거의 없다는 장점이 있다. 하지만 리튬-이온 배터리 팩의 성능(Voltage, Capacity, Lifetime)은 사용된 Cell간 특성차이(State of Charge, Total Capacity Difference, Internal Impedance)에 의해 제한된다. 일반적으로 배터리는 원하는 전압과 용량을 확보하기 위해 직렬-병렬 혹은 병렬-직렬 구조를 가지는 팩 형태로 제작 된다. Cell간 특성차이가 존재하는 상태에서 배터리 팩을 사용할 경우 특정 Cell의 과충전 및 과방전이 발생하며 이로 인해 수명이 단축될 수 있고 심한 경우 폭발이 발생할 수 도 있다. 또한 Cell간 특성차이는 배터리팩의 사용가능 용량을 제한하는 효과를 가져 온다. 본 논문에서는 Battery 팩을 구성하는 Cell들에 특성 차이가 존재할 경우 발생할 수 있는 Battery 팩의 수명 단축 및 용량 감소 Mechanism에 대해서 고찰한다. 또한 Cell간 특성차이를 극복하기 위해 실제 위성 운용에 적용될 수 있는 배터리팩의 Balancing 방안과 함께 위성에 장착을 위해 보관중인 4p12s Battery의 Balancing 방안에 대해 고찰하고 Balancing 전후의 Cell간 특성(Voltage Dispersion) 차이 측정결과를 보인다. 이렇게 본 논문에서 소개한 리튬-이온 배터리의 전반적인 Balancing 방안은 추후 인공위성에 적용되는 리튬-이온 배터리의 운용 및 보관에 Guide Line을 제시할 것이라고 판단한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2008.05a
• /
• pp.534-537
• /
• 2008

하이브리드자동차의 연료소비율 시험 시 초기 SOC 조건에 따른 SOC와 연비 변화 특성을 파악하기 위해 2종의 차종을 선택하여 UDDS 모드주행 실험을 실시하였다. 실험결과 Strong type 자동차는 주행시작 약 550초 경과 후 SOC 52 $\sim$ 54%로 수렴하였다. 또한 일반 시가지 주행조건에서는 SOC를 50$\sim$55 % 범위에서 제어함을 알 수 있으며, 초기 SOC 조건에 따라 연비는 약 79%의 편차가 나타났다. 이는 저속구간에서 순수 전기자동차 구동이 구현됨으로써 SOC 70%에서 큰 연비 상승 효과가 나타나는 것으로 판단 된다. Mild type 자동차는 연비가 초기 SOC 조건에 따라 약 5%의 편차가 나타남을 알 수 있었으며, SOC 변화특성은 배터리 충전상태에 따라 충전량 제어는 이루어지나 가속 시 어시스트만 이루어지는 시스템적 특성상 효율적인 SOC 제어가 이루어지지 않아 연비에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 생각된다.