• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2014.07a
• /
• pp.397-398
• /
• 2014

Phase Shifted PWM은 각각의 셀이 동일한 스위칭 주파수로 PWM을 수행하므로 전압지령의 크기와 관계없이 셀 간의 전력은 동일하나, 각 셀 출력 전압의 위상이 다르므로 무부하 운전이나 부하의 급변동 시 발생하는 회생이 특정 셀에 집중되고 전압지령과 실제 출력전압 사이의 위상 차이가 존재하는 단점을 가지고 있다. 반면 기존 Level Shifted PWM은 전압지령의 크기에 따라 각 셀 간의 스위칭 조건이 다르고 동일 전력 분배가 되지 않는 문제를 가지고 있어 이를 개선하는 Level Shifted PWM 방법에 대해서는 이미 연구가 진행된 상태이다. 본 논문에서는 제어기가 분산화된 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 각 셀의 스위칭 조건을 동일하게 유지하는 Level Shifted PWM을 적용하기 위해서 전압지령을 보정하는 방법을 사용하였고 시뮬레이션과 시험을 통해 제어기가 분산화된 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 적용 가능함을 증명하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2010.07a
• /
• pp.224-225
• /
• 2010

직렬로 연결된 리튬 이온 배터리의 안전성을 보장하고 배터리 수명을 늘리기 위해서 셀 전하 균일 회로가 필요하다. 하지만 기존의 전하 균일 회로의 경우 셀 전압을 알아내기 위한 셀 전압 센싱모듈이 필요하게 되고 이는 가격이나 부피적인 측면에서 불리하게 되며, 만약 셀 전압 센싱 모듈을 제거 할 경우 전하 균일 성능이 크게 떨어지게 된다. 본 논문에서는 배터리 팩의 평균전압과 동일한 크기를 가지는 정류된 전압원을 이용한 자동 전하 균일 회로를 제안한다. 제안하는 자동 전하 균일 회로는 양방향 DC/DC 컨버터와 주기적이고 반복적으로 셀 선택을 하는 스위칭 블록을 이용하여 셀 전압 센싱모듈 없이도 우수한 전하 균일을 가능하도록 한다. 그리고 제안된 회로의 동작원리를 설명하고, 8셀 배터리 모듈을 이용한 실험을 통하여 회로의 동작을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.79.2-79.2
• /
• 2010

FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)는 연료전지스택의 각 셀에서 반응하는 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 차량을 구동하는 시스템이다. 이러한 연료전지 셀이 정상적인 발전이 되지 않을 경우 비정상적인 전압이 발전되고 이것을 방치한다면 연료전지 스택의 영구적인 고장을 야기할 수 있다. 이를 방지하기 위해 SVM(Stack Voltage monitor) 제어기는 각 셀의 전압을 측정하고 그 정보를 상위 제어기인 FCU(Fuel cell Control Unit)에 전달한다. 이에 FCU는 연료전지스택의 고장을 운전자에게 알리고 연료전지스택의 발전을 멈추게 한다. 기존에 SVM 제어기는 각 셀마다 분압저항을 통하여 측정하며 이 전압의 차를 이용하여 셀 전압을 계산하는 방식이었다. 이는 상위 셀로 갈수록 오차가 커지는 문제가 있고 다수의 CPU 및 DC/DC 컨버터가 적용이 필요하여 복잡한 구성과 가격이 높은 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 cell monitoring IC를 적용하였고 좀 더 정밀한 측정과 간단한 인터페이스를 구성할 수 있었다. 본 연구에서는 기존 SVM 제어기보다 안정되고 정밀한 SVM 제어기의 개발에 대해 기술하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2012.11a
• /
• pp.153-154
• /
• 2012

여러 개의 셀을 직렬 연결하여 사용하는 대용량 리튬-이온 배터리 사용이 많아지면서 각 셀 간의 전압 평형문제가 중요해지고 있다. 직렬 연결된 각 셀들의 전압이 평형을 이루지 않게되면 그 배터리의 용량을 충분히 활용하지 못하게 되고 배터리 수명 또한 줄게 된다. 셀들 간의 전압 불균형을 바로 잡기 위해선 별도의 셀 전압 균등화 회로가 필요 하다. 본 논문에서는 플라이백 다권선 변압기를 이용한 셀 균등화 회로에서 2차측의 누설 인덕턴스에 의해 생길 수 있는 출력 전압의 차이를 LC필터를 통해 보상하여 셀을 일정한 전압으로 평형을 이룰 수 있도록 하는 회로를 제안하고 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.293-294
• /
• 2019

본 논문은 입출력 전력품질이 우수하고 전압별 시리즈화가 용이한 고전압 대용량 전동기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 컨버터의 직류 전압 변동 억제를 위한 전압변조 방법에 관하여 기술하였다. H-브릿지 멀티레벨 컨버터의 Phase-shifted PWM에 의해서 전동기 무부하 구동 조건에서 유효전력이 Negative로 전이해서 전력이 전동기에서 컨버터로 유입되어 특정 파워 셀 직류 전압이 상승하는 현상이 발생한다. 따라서, 개발 파워 셀 위상 전이량을 일정 주기마다 변경하여 회생된 에너지를 H-브릿지 멀티레벨 컨버터의 모든 파워 셀에 분산시켜 파워 셀 직류 전압 상승을 억제하였다. 제안된 방법의 타당성과 실용성은 실용량 제품의 현장 적용 시험을 통하여 입증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2010.07a
• /
• pp.422-423
• /
• 2010

직렬 연결된 배터리는 각 셀의 내부 화학적 특성 차이로 인해 동일 전류로 충전 및 방전 과정을 진행하여도 셀 간에 미세한 전압 차이가 발생한다. 이러한 셀 간 전압 불균형은 배터리 셀에 해로운 영향을 끼치게 되는데, 2차 전지의 경우 배터리 용량의 변화를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 배터리 운용 범위를 제한하는 보호회로가 있지만 보호회로는 직렬 연결된 배터리 셀 중 가장 전압이 높거나 가장 낮은 셀을 기준으로 충전과 방전 사이클을 종료시키므로 배터리 팩의 용량을 최대한으로 사용하지 못하게 하는 문제를 발생시킨다. 배터리 균등화 회로는 셀 간의 전압 차이를 줄여 배터리의 최대 용량을 사용하고자 하는 목적을 가진다. 저항을 기반으로 하는 수동적인 방법과는 달리 스위칭 소자를 이용하는 능동적인 방법에서는 스위칭으로 인해 입출력 전압 변동이 발생하여 컨버터 내부에 흐르는 전류가 수시로 변하는 문제가 생긴다. 위 문제를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 배터리 균등화 회로에 전하 제어(Charge control)기법을 제안하고, 그에 따른 회로 설계 요소를 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.451-452
• /
• 2019

본 논문은 과충전 및 과방전의 원인이 되는 배터리팩 내부 셀의 불균형으로 인한 셀 간 전압 편차를 분석하기 위해 24s 1p로 구성된 배터리 팩을 사용하여 전기적 열화 실험을 진행하였다. 만충 만방 실험 결과에서 SOC 구간에 따른 셀 간 전압 편차를 분석하였으며, 사이클 증가로 인한 열화와 상관관계가 높은 구간을 분석하여 열화 판단의 파라미터로 제안한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.35 no.2
• /
• pp.115-123
• /
• 2007

This paper presents the conceptual design of the electrical power system using Li-ion cell technology for a satellite application. Compared to a conventional NiCd cell, a Li-ion cell has a lot of advantages such as an energy density, mass and a volume. Normally, a Li-ion cell has three times than conventional NiCd cells in a capacity such as a cell voltage. The normal voltage of a NiCd cell is around +1.2V and a Li-ion cell could be in +3.6V. However, the handling procedure for a Li-ion cell in charge and discharge might be difficult than a conventional NiCd cell, which means that the charge and discharge of each cell should be monitored and controlled by electrical circuits to prevent an over-charge and over-discharge. Therefore, in this paper we propose the design consideration and the characteristics of a Li-ion cell during charging and discharging battery packs in the point of view of electrical power system.

• Journal of IKEEE
• /
• v.1 no.1 s.1
• /
• pp.11-18
• /
• 1997

By utilizing the technique to monitor the DC cell node voltages through circuit simulation, degradation of the static read operating margin In high load-resistor SRAM cell was examined, which is caused by parasitic resistances and transistor asymmetries in this cell structure. By selectively adding the parasitic resistances to an ideal cell, the influence of each parasitic resistance on the operating margin was examined, and then the cases with parasitic resistances in pairs were also examined. By selectively changing the channel width of cell transistors to generate cell asymmetry, the influence of cell asymmetry on the operating margin was also examined. Analyses on the operating margins were performed by comparing the supply voltage values at which two cell node voltages merge to a single value and the differences of cell node voltages at VDD=5V in the simulated node voltage characteristics. By determining the parasitic resistances and the transistor asymmetries which give the most serious effect on the static read-operation of SRAM cell from this analysis based on circuit simulated, a criteria was provided, which can be referred in the design of new SRAM cell structures.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.96.2-96.2
• /
• 2010

EV(Electric Vehicle) 차량에서 BMS(Battery Management System) 은 모터에 공급되는 고전압 배터리의 충전상태를 감지하여 VCU(Vehicle Control Unit)에 전송하게 된다. VCU에서는 배터리의 충전상태를 확인하여 모터 구동 전략을 수립하여 각 제어기에 전송하게 된다. 위와 같이 EV에서 배터리 충전상태를 정확하게 감지하지 못한다면, 모터 구동을 위한 전략 수립에 많은 제약이 따르게 된다. 정확한 배터리 충전 상태를 감지하기 위해서는 배터리 각 셀의 전압/전류/온도 등을 측정하여 연산에 의해 결정된다. 그 중 셀 전압 측정 방식은 Photomos relay를 이용한 방식으로 하드웨어적인 오차에 ${\pm}$수십mV보다 더둑 더 정밀하게 측정할 수 있는 방법이 없었다. 하지만, 셀 전압 측정 정밀도를 향상시키기 위해 신규로 개발된 battery monitoring IC를 이용한 BMS의 H/W 개발에 대해 설명할 것이다. 또한, Monitoring IC를 이용한 BMS의 셀 전압 측정 정밀도를 얼마나 개선시킬 수 있는지에 대해 연구하였다.