• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.58-59
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• 2011

본 논문은 전류에 따른 NiMH 배터리의 성능 변화를 충 방전 실험을 통하여 비교 분석하였다. 따라서 실험을 통하여 NiMH 배터리의 데이터시트에 있는 충 방전 특성곡선과 실제 실험을 통한 충 방전 특성곡선을 비교 분석한다. 또한 충 방전 전류의 크기에 따라 변하는 특성곡선의 차이를 비교 분석한다. 전류 변화에 의한 배터리 분석을 위해 0.2C, 0.5C, 1C, 2C 정전류 충 방전 실험과 동일한 C-rate로 펄스전류로 충 방전 실험을 하였다. 실험을 통해서 얻은 데이터로 1차 Randles 등가회로를 통해 C-rate변화와 잔존용량 변화에 의한 파라미터 분석과 잔존용량-개로전압 곡선에서의 충 방전 히스테리시스를 알아보았다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.27-28
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• 2012

본 논문에서는 수퍼커패시터 에너지 저장장치의 동작을 예측할 수 있는 시뮬레이터를 구현하고 실험하였으며, 수퍼커패시터 시뮬레이터의 동작 및 제어 방법에 대하여 서술한다. 수퍼커패시터는 수초에서 수분 내의 동작 시간을 가지고 있기에 수퍼커패시터의 충전 또는 방전 동작은 빠른 시간에 이루어지게 된다. 충 방전 수행에 따라 증감되는 수퍼커패시터의 전압을 예측하여 제어하는 수퍼커패시터 시뮬레이터를 제안한다. 수퍼커패시터 시뮬레이터 동작은 대기모드인 CV모드와 충 방전모드인 SC모드로 구분된다. CV모드에서는 충 방전모드가 수행되지 않기에 수퍼커패시터 시뮬레이터가 대기하고 있는 상태이고, SC모드에서는 충 방전 동작이 수행됨에 따라 수퍼커패시터의 전압이 변화되는데 증감되는 전압의 크기를 제어하는 알고리즘이 필요하다. 충 방전 시 발생하는 DC 전류를 측정하여 계산과정을 통해 수퍼커패시터에서 변화되는 전압을 예측하여 SC모드에서 충 방전이 안정적으로 동작함을 실험을 통해 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권1호
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• pp.67-73
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• 2007

본 연구에서는 특정 자동차에 대한 Charging 시스템의 적합성 여부를 판별할 수 있는 충방전 Balance 시뮬레이터의 Prototype을 개발 하였다. 차량운전 환경요건에 따른 운전 패턴 등, 시뮬레이터의 구성을 위해 각종 전기부하와 이와 관련된 배터리 모델링을 하였고 실차실험을 행하여 그 데이터를 분석 정리하였다. 제안하는 모델과 분석된 데이터를 바탕으로 충방전 시뮬레이터를 개발하였고, 개발된 시뮬레이터는 정해진 차종으로 임의의 주행환경으로 운전할 때 차량의 전기에너지 공급 문제를 실차실험을 한 것과 같이 분석할 수 있다

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.494-495
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• 2011

초고용량의 커패시터는 신재생 에너지 이용의 증가와 더불어 이용 영역이 점차 넓어지고 있어 유망신규시장의 창출이 기대된다. 따라서, 슈퍼커패시터의 성능을 측정하여 시험할 수 있는 충방전 순환 시험기가 필수적이라 할 수 있다. 이를 위해 슈퍼커패시터의 기본 충/방전 특성을 기준으로, 충전과 방전시의 고속계측이 가능하도록 용량 및 내부저항 측정을 위한 회로와 전압유지특성을 측정하기 위한 회로를 설계하였다. 5V, 100A Proto-type의 충방전 시험 시스템 구축으로 특성 평가결과, 전압 및 전류 측정 정밀도 ${\pm}$ 0.1%이내로 확인하였고, 데이터 모니터링 및 로깅을 위한 프로그램을 제작하였다. 또한 전체시스템 구성과 실험결과를 통해, 본 연구에서 개발하고자 하는 슈퍼커패시터용 충방전 시험 시스템이 실제 응용 가능함을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.387-396
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• 2009

리튬전지는 생산과정에서의 핵심인 화성공정에 의해 수명 및 성능이 크게 좌우되며, 화성공정을 처리하기 위해서 충방전 시스템이 필수적으로 요구되고 있다. 리튬전지 충방전 시스템의 특성을 해석하기 위해 일반적인 방법으로 시뮬레이션하면 충전동작과 방전동작에 엄청난 시간이 소요되고 메모리 용량의 한계로 인해 범용 PC로는 시뮬레이션이 어렵다. 본 논문에서는 리튬전지를 저항-커패시터 직렬회로로 모델링하였으며 상태공간평균의 개념을 적용하여 리튬전지 충방전 시스템을 해석하고 시뮬레이션하였다. Simplorer를 사용하여 시뮬레이션을 수행한 결과 시뮬레이션 시간이 단축되어 범용 PC로도 3시간 내에 시뮬레이션이 가능해졌으며, 리튬전지 충방전 시스템의 정전류/정전압 충전 특성 및 정전류 방전 특성과 충방전 소요시간을 예측할 수 있었다. 또한 충방전 시스템을 구성하고 실험하여 리튬전지를 저항-커패시터 직렬회로로 등가화한 모델링의 타당성과 상태공간평균의 개념을 사용하여 해석하고 시뮬레이션한 방법의 유용성을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.207-208
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• 2010

연료전지와 같은 신재생에너지원은 부하변동에 강인하게 대처하기 어려운 특성을 지니고 있어 단독으로 사용될 경우 전력품질 문제를 야기 할 수 있으며, 따라서 이를 보상하기 위한 보조 에너지 저장장치의 사용이 요구된다. 슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 긴 특성을 지니고 있어, 주 에너지원의 느린 응답특성을 보상하는 데에 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터의 최적 충방전을 위한 양방향 하프브리지 컨버터의 설계 및 제어에 관해 기술한다. 최적 충방전 전류의 값을 결정하기 위해 EIS 실험을 통해 슈퍼커패시터 모듈의 임피던스 특성을 분석하였고, 충전 전류별 충전 효율이 달라지는 원인을 분석하였으며, 위상제어에 의한 하프브리지 컨버터의 충방전 제어방법에 관해 제시한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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• pp.144-147
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• 2007

최근, 2차전지로서는 타 전지에 비하여 고 에너지 밀도와 고 전압의 특성을 갖고 있는 리튬2차전지가 가장 많이 활용되고 있으며, 이 특성 때문에 전기자동차, 우주왕복선, 분산전원의 한 형태인 전력 저장장치에까지 그 이용이 증대되고 있다. 시스템의 최적성능을 보장하기 위해서는 용도별 싸이클 수명성능을 고려한 충방전 설계 및 이를 위한 전기적 등가모델의 정확성이 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 상용 리튬이차전지의 실제 실험 데이터에 근거하여 충/방전 심도 함수를 도출하고, 리튬이차전지의 수명성능평가를 위한 충/방전 특성 모델을 제안하고, 이의 타당성을 입증하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.192.2-192.2
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• 2016

최근 차세대 휴대용 전자기기나 전기자동차의 상용화 연구가 활발히 이루어짐에 따라 리튬이온 배터리가 주력 에너지 저장장치로써 활발히 개발되고 있다. 이러한 리튬이온 배터리의 음극 물질로써 주로 탄소재료가 많이 사용되어 왔지만 낮은 이론용량 (372 mAh/g)으로 인하여 좀더 높은 용량을 가지는 금속이나 합금 등이 주목을 받게 되었다. 그 중에서도 주석이 탄소재료에 비해 3배 정도 높은 이론 용량 (993 mAh/g)을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 주석의 경우 리튬이온 배터리의 충방전 과정 중에 급격한 부피 변화가 발생하여 음극이 손상되고 이에 따라 용량이 급격하게 감소하는 한계점이 있다. 이 한계를 극복하기 위한 많은 방법들 중 하나가 구리-주석 합금을 음극으로 사용하는 것이다. 구리는 비활성 금속으로 충방전 중의 부피 변화에 완충제 역할을 하고, 연성과 전기전도성이 있어서 배터리의 전기화학적 성능 또한 향상시켜 준다. 이에 따라, 본 연구에서는 주석이 풍부한 구리-주석 합금 도금을 통하여 구조적으로 튼튼한 리튬이온 배터리의 음극을 만들었고 그 성능을 확인하기 위하여 반쪽전지 실험을 통하여 500회 충방전 동안의 싸이클 특성 및 효율을 확인하였고 순환전압전류 실험 또한 진행하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.188-198
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• 2010

최근들어, 전기이중층 커패시터 등의 친환경 전력저장장치의 수요가 증가하면서, 이를 위한 양방향 충/방전기의 수요 또한 증가하고 있다. 그러나, 기존의 상용화된 아날로그 제어기를 사용하는 DC-DC 컨버터를 충 방전기로 사용하게 되면, 충/방전 레퍼런스를 제공하는 상위 디지털 제어기와 별도로 아날로그 제어기를 제작해야 하는 문제가 있고, 회로가 복잡해지며, 모드전환 시 과도응답이 좋지 않다. 이에 대한 대안으로 단일 디지털 제어기를 사용하게 되면 쉽게 구현 가능한 설계방식을 이용하여 양방향 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 단일 회로 단 양방향 벅-부스트 컨버터에 전기이중층 콘덴서를 이용한 친환경 전력저장장치의 양방향 충/방전 시스템을 구현하고, DSP(TI사 TMS320F28335)를 이용한 디지털 제어기를 적용하였다. MATLAB simulink를 이용하여 모의실험을 수행하였고, 하드웨어를 구성하여 실험한 결과, 모의실험과 마찬가지로 양방향 시스템의 응답특성이 개선되었음을 보여주었다.

• 한국재료학회지
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• 제6권11호
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• pp.1099-1106
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• 1996

니켈-수소화물전지의 음극재료로서 주목을 받고 있는 다원계 Zr기 Laves 합금의 조성에 따른 결정구조, 방전특성등을 조사하였다. 전극은 아크 용해한 합금을 분쇄한 분말과 PVA를 다공성니켈 foam에 충진하여 제작하였고 충방전시험은 6M KOH 용액중에서 수행하였다. 대상 합금은 ZrNi2를 기본조성으로 하여 이중 Ni의 일부를 V, Mn, Cr, Mo 또는 W로 치환한 삼원계 및 사원계 합금이었다. 이들 합금의 충방전 실험결과 ZrV0.5Mn0.5Ni1.0의 경우가 260 mAh/g로 가장 높은 방전용량을 나타내었다. 이 합금의 방전용량은 방전전류밀도의 영향을 크게 받았으며 10 mA/g과 200mA/g의 방전전류에서 각각 300mAh/g와 150mAh/g이었다. 이 합금을 110$0^{\circ}C$에서 열처리한 경우 저율방전시에는 방전용량의 변화가 거의 없었으나 수소의 확산이 율속이 될 것으로 생각되는 고율 방잔시에서는 방전용량이 현저하게 감소하였다. 이러한 현상은 열처리에 의해 수소의확산을 용이하게 해주는 격자결함이 감소하기 때문이 아닌가 생각된다.