• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.75-77
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• 2009

양방향 DC-DC컨버터는 일반적으로 아날로그방식이 사용되고 있다. 그러나 충 방전기로 사용하게 되면 모드전환 시 과도 응답특성이 좋지 않은 문제가 있다. 이에 대한 대안으로 디지털 제어기를 사용하게 되면 진보된 알고리즘들을 이용하여 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 본문에서는 전기이중층 콘덴서(EDLC)를 이용한 동적전압보상장치(DVR)의 양방향 충/방전 시스템을, Buck/Boost 양방향 컨버터를 이용하여 구현하고, DSP(TI사 TMS320F28335)를 이용한 디지털 제어기를 적용하였다. 모의실험 및 하드웨어를 구성하여 실험한 결과, 양방향 시스템의 과도응답특성 개선과 시스템 성능 향상을 보여준다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.192-193
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• 2010

본 논문은 태양광 전력변환장치 일체형 양방향 배터리 충전기 시스템을 제안한다. 이 새로운 개념의 PHEV 및 EV용 배터리 충방전 시스템은 태양광 전력변환장치와 배터리 충방전기의 기능을 동시에 포함하고 있다. 또한 환경변화에 민감한 태양광 전원, 부하인 그리드와 배터리의 특성을 고려하여 구동 알고리즘을 제시하며, 알고리즘을 전원과 부하의 조건에 따라 4가지 경우로 나누어 상세한 분석이 이루어 졌으며 배터리 충전알고리즘의 정전류 제어와 정전압 제어의 장단점을 결합한 하이브리드 정전류 정전압제어를 배터리 충방전 알고리즘으로 적용한다. 또한 시뮬레이션과 3.3kW 실험세트를 구성하여 실험을 수행하고 이를 통해 논문의 타당성을 검증한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.3
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• pp.242-248
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• 2007

For an optimal design of automotive electric system, it is important to have a reliable modeling tool to predict the charge-discharge behaviors of the automotive battery. In this work, a two-dimensional modeling was carried out to predict the charge-discharge behaviors of a 12-V automotive lead-acid battery. The model accounted for electrochemical kinetics and ionic mass transfer in a battery cell. In order to validate the modeling, modeling results were compared with the experimental data of the charge-discharge behaviors of a lead-acid battery. The discharge behaviors were measured with three different discharge rates of C/5, C/10, and C/20 at operating temperature of $25^{\circ}C$. The batteries were charged with constant current of 30A until the charging voltage reached to a predetermined value of 14.24 V and then the charging voltage was kept constant. The discharge and charge curves from the measurements and modeling were in good agreement. Based on the modeling, the distributions of the electrical potentials of the solid and solution phases, the porosity of the electrodes, and the current density within the electrodes as well as the acid concentration can be predicted as a function of charge and discharge time.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.5
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• pp.424-430
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• 2001

Cut-off 전압 변화에 따른 충방전 특성을 알아보기 위하여 Mn을 다른 전이 금속이 Co와 Ni로 소량 치환시킨 Li(M $n_{1-{\delta}}$ $n_{\delta}$)$_2$ $O_4$(M=Ni, Co, $\delta$=0, 0.05, 0.1, 0.2)를 고상 반응법으로 80$0^{\circ}C$에서 48시간 동안 유지하여 합성하였다. 충방전의 cut-off 전압은 2.5~4.4V, 3.0~4.5V, 3.5~4.5V, 3.5V~4.7V의 네 가지 전압범위고 하였다. 충방전 실험결과, Li(M $n_{1-{\delta}}$ $n_{\delta}$)$_2$ $O_4$의 용량은 각각 Co와 Ni의 $\delta$=0.1에서 최대를 보였다. Co 치환 조성 재료와 순물질 모두에서 최대의 용량을 보인 cut-off 전압대는 3.5~4.5V 이었는데 이때의 Li(M $n_{0.9}$ $Co_{0.1}$)$_2$ $O_4$와 LiM $n_2$ $O_4$의 초기 충전용량과 초기 방전용량은 각각 118, 119mAh/g과 114, 104mAh/g 이었다. 또한 모든 cut-off 전압대에서 Li(M $n_{0.9}$ $Co_{0.1}$)$_2$ $O_4$는 순수한 LiM $n_2$ $O_4$보다 더 높은 용량과 우수한 싸이클 성능을 보였으며 그 결과는 밀착형 전지구성에서도 일치하였다.하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.33 no.2
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• pp.198-204
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• 2013

Acoustic emission(AE) signal was detected during charge and discharge of lithium ion battery to investigate relationships among cumulative count, discharge capacity, and microdamages. AE signal was received during accelerated charge/discharge cycle test of a coin-type commercial battery. A number of AE signals were successfully detected during charge and discharge, respectively. With increasing number of cycle, discharge capacity was decreased and AE cumulative count was observed to increase. Microstructural observation of the decomposed battery after cycle test revealed mechanical damages such as interface delamination and microcracking of the electrodes. These damages were attributed to sources of the detected AE signals. Based on a linear correlation between discharge capacity and cumulative count, feasibility of AE technique for evaluation of battery degradation was suggested.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.14 no.1
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• pp.46-52
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• 2003

유황 양 전극과 액체 전해질, 리튬 금속을 음극으로 사용한 리튬 유황 전지를 제조하여 그 특성을 조사하였다. 유황 전극은 유황파우더와 carbon black 을 도전재로, 그리고 바인더로 PVdF를 사용하여 제조하였다. 이렇게 제조된 셀은 두개의 다른 전압 구간에서 충방전 실험을 행하였다. 첫 번째 셀은 $S_8+{\chi}Li{\leftrightarrow}Li_2S_x(X=4{\sim}12)$ 반응만을 일어나 게 하기 위하여 2.1V 와 2.5V 사이에서, 그리고 두 번째 셀은 $Li_2S_x+{\chi}Li{\leftrightarrow}Li_2S(x=2{\sim}4)$의 반응만을 일어나게 하기 위하여 1.5V 와 2.5V 에서 충방전 하였다. 그 결과 첫 번째 셀이 더 좋은 싸이클 특성을 가지는 것을 확인 탈 수 있었다. 각 전압구간에서 각 셀이 충방전 되는 동안, 전해질 내로 녹아난 유황의 양은 큰 차치가 없는 것을 확인하였다. 그리고, 전압에 따른 전극의 임피던스를 측정한 결과, 방전이 끝난 후 큰 저항성분이 새로 생긴 것을 확인 할 수 있었다. 이는 사이클이 진행된 후의 전극표면을 SEM 분석을 행한 결과로부터 사이클이 진행된 후 전극 표면에 최종 반응 산물인 $Li_2S$ 가 피막형태로 형성된것을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.113-114
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• 2011

납축전지는 충/방전을 반복함에 따라 전지 내의 화학적인 반응에 의해 그 용량을 잃어버린다. 그러한 과정에서 전지의 용량과 수명을 정확히 평가할 수 있도록 전지를 모델링하는 것이 이 논문의 목적이다. 정적 모델링을 통해 골프카트용 납축전지의 충/방전 특성의 연구 내용을 기술하였다. 정적 모델링 기법은 구성이 비교적 간단하고 결과를 빠르게 예측할 수 있는 장점이 있다. 이 모델링 기법을 통해 전지의 특성을 나타내는 변수들을 도출해내었다. 이러한 과정을 바탕으로 골프카트용 납축전지를 모델링한 후, 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교하여 모델링의 정확성을 판단하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.11a
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• pp.209-211
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• 2007

본 논문에서는 회생에너지 저장시스템의 충/방전 제어를 위한 가선전압 모의 장치를 제안한다. 제안된 시뮬레이터는 실측된 가선전압 데이터를 입력으로 받아 실측 가선전압과 동일한 전압패턴으로 모사한다. 이러한 전압패턴은 회생에너지가 포함된 가선전압이며 이를 토대로 에너지 저장시스템에 연계시켜 충/방전 제어를 좀 더 효율적으로 수행할 수 있다. 제안된 시뮬레이터는 AC/DC 컨버터 타입으로 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 시스템의 타당성을 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.8 no.6
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• pp.1343-1354
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• 2007

Secondary batteries become more important in our lives as the use of portable electric devices, such as camera, cellular phone, laptop, etc. Especially, because of their high energy densities and high voltage, lithium-ion batteries are being used in many systems. For the optimum design of such systems which include lithium-ion batteries, virtual prototype is required generally. However, since the complex chemical and physical processes are involved, the behavior of battery becomes harder to be predicted compared with that of electric and mechanic devices. This paper, proposes a new static model of lithium secondary battery, which accounts for nonlinear equilibrium potentials, rate and temperature dependencies, thermal effects, lifetime characteristic. The results of the simulation of the model are analysed and compared with experimental data to inspect their validity.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.6
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• pp.639-644
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• 2015

A cylindrical secondary Li-ion cell is a device in which stored chemical energy is converted to electrical energy via an electrochemical reaction. These cells are widely used for applications that require high capacity and rate power, such as notebooks, power tools, and electric vehicles. The role of a center pin is to retain the channel for gas release, preventing blockage of the hollow of the jelly roll during a charge-discharge cycle, and to prevent an internal short circuit for tearing of separator under mechanical free fall. In this paper, two experiments are conducted with and without the center pin to experimentally verify the importance of the role of the center pin. The first experiment is a 50-cycle charge-discharge cycle test, and the second is a free fall test conducted according to the Underwriters Laboratories (UL) standards. Based on these experiments, we demonstrate that the center pin in a cylindrical cell is a very important component in terms of safety.