This paper shows the test result of 2MVA BESS(Battery Energy Storage System) with wind-turbine in micro-grid of the Gapado. To implement of micro-grid with BESS, characteristics of generator and customer load in grid are considered. Also, to operate of 2-parallel PCU(Power Conversion Unit) in BESS, the droop control is adopted with operating mode of grid independent. Performances of BESS with wind-turbine were verified by analysis of power quality such as voltage harmonics, ratio of voltage and frequency regulation, and by measurement of waveform such as output voltage and current.
최근 전력의 공급신뢰도의 하락으로 인하여 기존 송배전 설비의 신규건설 및 유지보수를 위한 투자의 필요성이 더욱 증대되고 있다. 이에 적절한 대안으로서 배터리를 이용한 에너지 저장 시스템(BESS, Battery Energy Storage System)이 대두되고 있다. 본 논문에서는 송배전 설비 투자 지연을 위한 BESS의 필요성에 대해 살펴보고 그 핵심 구성 요소인 PCS의 기능과 최신 동향에 대해 기술한다.
해군 함정에는 특수목적을 수행하기 위해 구성되어있는 시스템이 있다. 그 중에는 지휘무장통제체계(CFCS : Command and Fire Control System, 이하 CFCS)가 존재하며 이를 운용하기 위해 요구사항에 맞는 장비가 개발된다. 특히 이러한 장비들 중 일부는 함정의 발전기 문제나 기타 예기치 못한 상황에서 정전이 발생하더라도, 운용 지속성 및 중요한 자료를 백업할 수 있도록 무정전전원공급장치 (UPS : Uninterruptible Power System, 이하 UPS)를 적용해야한다. 만약 이를 충족하지 못할 경우 전력손실로 이어진다. 그러므로, 우리는 안정적인 UPS가 적용될 수 있도록 방안을 강구해야한다. 안정적인 UPS를 설계하기 위해 배터리와 배터리관리시스템 (BMS : Battery Management System, 이하 BMS)은 중요한 요소가 된다. 만약 이러한 배터리와 BMS가 불안정하게 되면 전원문제가 발생할 경우 중요한 전술 정보가 손실되거나 전투체계 수행업무를 정상적으로 할 수 없게 되므로 큰 전력 공백이 발생한다. 즉, 본 시스템의 안전성 확보가 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 CFCS에 적합한 UPS 개선을 위해 배터리 비교분석, 주요회로 누설전류 분석, 내환경성 시험을 토대로 개선된 시스템을 구현 및 검증하였다.
This paper deals with LLC resonant converter of on-board charger for electric vehicle charging. Generally, the on-board charger must have a very widely charging voltage, higher efficiency, higher power factor, lower volume and lower weight. For reducing the switching losses, voltage and current stress of the device, the on-board charger is apply the half-bridge LLC resonant converter topology. To have a wide voltage range, it is design the hardware parameters and determine the switching frequency range of the LLC resonant converter. The experimental results show a wide charge voltage.
Battery post clamp는 자동차부품 중 전원 케이블에 결합되어 축전지의 각각의 단자에 고정을 시켜주는 역할을 한다. 본 연구에서는 Battery Post Clamp의 단품을 가지고 재료비 절감과 차량의 무게 감소에 의하여 최적설계를 수행하였다. 설계 변수들로서 최적화함으로서 응력 및 변형량을 구하였으며, 본 연구를 통한 설계에 의해 개선된 모델을 기존 모델과 비교하였다. 이러한 최적화 값들은 배터리 부품 제조 현장에서 유용하게 적용할 수 있다고 사료된다.
본 연구의 목적은 전기 자동차 BDU(Battery Disconnected Unit)의 방열 설계를 위해 전기 및 열 등가회로를 설계하여 온도 특성을 파악하는 것이다. 이 온도 특성을 분석하기 위해서 해석 프로그램으로 매트랩(matlab)의 시뮬링크(simulink) 프로그램을 사용하였으며, 각 소자에서의 발열과 최대 온도 그리고 평균 온도의 해석 값을 통해 실험결과 데이터와 접목 시킨다면, 배터리 팩(battery pack)의 핵심 부품인 BDU의 최적 방열 설계를 이룰 수 있을 것으로 판단된다.
최근 국내에서 진행중인 스마트 그리드(Smart Grid) 사업 분야에 속해 있는 스마트 운송(Smart Transportation) 사업의 하나로 전기차 운영이 핵심이 되어 진행이 되고 있다. 그러나 실제적으로 전기차를 원활히 운영하기 위해서는 극복해야 할 여러 문제가 있으며 대표적으로 주행 거리를 좌우하는 배터리 용량 문제와 고객이 어디서든 전기차를 사용하고 충전하는데 불편이 없을 만큼 충분한 충전 인프라 구축 문제가 있다. 충전 인프라는 현재, 완속 충전기와 급속 충전기로 구성되어 있으나 본 논문에서는 완속 충전기에 한정하여 서술하였고 인프라 구축에 있어 표준화 일환으로 미국자동차기술학회에서 제시하는 SAE-J1772 규격에 맞추어 개발한 자사의 완속 충전기에 2012년 독일과 미국의 자동차 업체 주도로 발표된 국제표준(ISO/IEC 15118, Vehicle-to-Grid Communication Interface) 기술 규격이며 향후 충전 인프라에 적용 예상이 되는 PLC 통신 방식을 적용한 완속 충전기 개발에 관하여 소개하도록 하였다.
Energy storage system connected to the grid has two functions such as the surplus power of a grid is stored in batteries or the energy stored in batteries will supply to the grid when the grid needs. The battery energy storage system consist of power condition system (PCS) for power supply and battery conditioning system (BCS). Lithium-ion batteries are mainly used. In this paper, the battery energy storage system connected to the grid described. The configuration of the 2MVA class power control system using water cooling and battery system are presented. And control method for the system and the output filter design method are proposed. Experimental verification of the proposed system is provided with 2MVA PCS and 500kWh BCS.
전기차 수요의 증가로 향후 폐차 혹은 배터리 노후화로 인한 폐배터리 배출량 급증이 예상됨에 따라 이에 대한 적정 관리가 시급한 실정이다. 기술개발 측면에서는 데이터 기반 진단 등 다양한 폐배터리 진단 및 관리 기술이 주목을 받고 있다. 또한 로봇기반 자동 해체 기술은 산업 현장에서의 Test 검증 및 향후 배터리 관련 데이터베이스와의 연동이 필요한 것으로 보인다. 특히 향후 폐배터리 순환과정에서의 효율화와 동시에 안전성/친환경성 제고를 위한 다양하고 선진적인 배터리 진단 및 평가기법 개발 및 보급이 중요하다. 또한 리튬 관련 화학물질 배출이동에 대한 데이터베이스화와 배터리 연소시 가스유출위험 및 소방안전에 관한 평가 및 대처가 중요할 것으로 보인다. 더 나아가 데이터 기반 진단/분류/해체 과정을 재활용/최종폐기와 연계된 다양한 관점에서의 폐배터리 전주기 관리 최적화 등에 향후 더 많은 연구개발이 필요하다고 판단된다. 그리고 일련의 데이터는 차후 배터리 생산 시 환경적 부담을 감소시키고 재이용/재활용이 원활하도록 청정설계 및 제조에 기여해야 한다. 또한 이러한 최적화는 전기차 배터리의 향후 기술 및 시장 변동을 감안하여 추진되어야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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