일반적으로 휴대폰에는 리튬이온(Ll-lon) 전지(battery)를 많이 사용하고 있으며 그 전지(battery)를 충전시키기 위해 Microcontroller를 사용해서 과충전과 방전, 그리고 전지(battery) 보호와 충전에 대한 일정한 전류를 제어한다. 여기에서 충전 동작 시 필요한 일반직인 충전 전류 제어를 PWM의 방식에 의존하지 않고 인공지능 기법을 이용해 소프트웨어적으로 처리가 필요한 파라메터 값을 추정해 적용시키고자 한다. 따라서 개발한 충전시스템에 일반적인 충전 파라메터를 전압과 전류 그리고 시간으로 분류하여 Microcontroller에 그 파라메터를 적용시켜 PWM 방식으로 제어한 후에 실험에 의한 결과값을 얻는다. 그리고 이것들을 비교하여 보다 나은 충전시스템을 구현하기 위해 인공지능 기법 중에 하나인 신경망을 이용하여 전압과 전류 그리고 시간에 대한 파라메터를 처리하였다. 본 논문에서 신경망에 대한 파라메터의 학습을 일반 FC에서 구현하고 여기에서 추출된 학습 값을 Microcontroller에 적용시켜 입력값에 따라 다양한 PWM 신호를 발생시키도록 구현했다. 이후 실제적인 실험에 의한 결과값을 본 논문에서 서술하였다.
최근 전기자동차의 수요가 급증하면서 전기차 충전 인프라에 대한 요구도 높아지고 있다. 따라서 전기차의 보급률에 비해 부족한 충전 인프라의 한계를 극복하기 위해 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 이동형 충전기의 사용률도 높아지고 있다. 고속 충전소와 다르게 이동형 충전기의 경우 사용자의 특성(배터리용량, 주행량, 충전빈도, 충전시간 등)에 맞춰 충전 시간과 장소, 요금 등을 제안할 수 있는 맞춤형 부가 서비스를 창출할 수 있다. 이를 통해 결과적으로 주택 또는 건물과 도시 수준에서의 전기차 충전을 위한 전력 부하를 절감하는 효과를 가져올 수 있다. 본 논문은 이러한 부가 서비스를 창출하기 위한 이동형 충전기 사용자 데이터의 특성들을 분석한다.
친환경 교통수단으로 주목받고 있는 전기자동차는 우리나라에서도 2011년부터 지속적으로 보급대수가 증가하고 있다. 전기자동차 보급에 따라 충전 인프라 확대를 위하여 본 논문에서는 전기자동차 보급률이 높고 충전인프라가 비교적 잘 구축되어 있는 제주도 사례를 바탕으로 충전소 이용행태를 분석하여 기존 충전소의 효율적 운영방안과 추가적인 충전시설 설치 시 고려할 요소에 대하여 분석하고자 하였다. 전기자동차 충전소가 있는 읍면동별 급속충전기와 완속충전기 이용특성과 시설의 유형에 따라 시간대별 이용특성을 분석하였다. 제주도에 설치된 충전기의 이용 빈도를 분석한 결과, 급속충전기와 완속충전기 이용 빈도 모두 특정지역에 편중된 이용률이 나타났다. 유형별 충전소 이용은 급속충전기와 완속충전기 모두 업무시설과 공영주차장에 설치된 충전기 이용률이 높았으나, 시간대별 이용률을 보면 급속충전기는 오후시간 전반에 걸쳐 이용률이 높은 반면, 완속충전기 이용은 오전시간에 집중되어 있었다. 이러한 이용특성을 반영하여 이용자들이 전기자동차 충전소를 효율적으로 이용할 수 있도록 이용률이 낮은 충전소를 안내하는 홍보방안과 충전기를 이용할 때에 주의사항 및 충전완료 알림서비스 등을 제공하는 것이 필요할 것이다. 또한, 아직 충전기가 설치되지 않은 지역을 충전기 설치대상지역으로 고려하고, 이에 더불어 충전기 이용률이 높은 지역과 시설에 추가 설치가 이루어져야 한다. 실제 전기자동차 충전행태 분석 결과를 활용하여 실질적인 서비스 향상이 가능할 것으로 기대된다.
최근 친환경적인 자동차 산업을 위해 지속적인 전기 자동차의 보급이 이루어지고 있다. 따라서 내연기관의 대체 교통수단으로 자리매김하기 위해 전기 자동차 충전소와 같은 적합한 인프라 구축이 필요하다. 전기 자동차 보급에 있어 가장 이슈가 되고 있는 부분은 전기 자동차의 충전시간이며 이 충전시간은 내연기관 차량의 주유 시간과 비교했을 때 비교적 길기 때문에 이를 최대한 단축시키기 위한 급속 충전 기술 개발이 시급하다. 본 논문에서는 전기 자동차용 급속 충전기에 대한 분석을 위해 EMTP(Electro Magnetic Transient Program)를 이용하여 3상 AC/DC 컨버터를 모델링하고 검증하였다.
실제 복합재료 제조공정에 널리 이용되는 등방성 탄소섬유직조와 에폭시수지에 대 해서 수지의 유동을 일방향으로 근사하여 비정상상태 투과계수와 모세관압을 측정하는 실험 을 수행하였고 적층된 섬유직조의 기공율, 금형 주입압력 그리고 섬유직조의 적층수에 따른 수지유동특성을 분석하였다. 또한 금형 충전과정에 대한 유동가시화 실험을 수행하여 유동 선단과 충전시간을 측정하였다. 전체 조업압력에 미치는 모세관압의 영향을 규명하기 위해 일정 유입압력에 따른 금형충전과정에 대하여 유한요소/관할부피 방법을 이용한 수치모사를 수행하였다. 함침공정의 수지유동에서 비정상상태 투과계수는 섬유직조의 기공율에 따라 급 격히 증가하였고 에폭시수의 표면장력에 기인한 모세관압은 기공율 감소에 따라 급격히 증 가하였다. 동일한 기공율에서 섬유직조의 적층수가 증가함에 따라 투과계수와 모세관압은 모두 증가하는 경향을 보였다. 또한실험에서 측정한 모세관압을 고려하여 유동선단과 금형 충전시간을 수치모사방법으로 예측ㄷ한 결과는 유동가시화 실험에의한 결과와 잘 일치함을 보였다. 이결과로부터 낮은 압력에서 조업하는 RTM공정에서 모세관압효과는 유동선단과 금형 충전시간을 예측하는데 기여함을 알수 있다.
본 연구에서는 형내압 파형제어 시스템, 초고속, 사출성형, 그리고 금형진공 시스템 등을 갖춘 사출 성형기를 이용하여 정밀 구면렌즈를 성형하기 위한 실험을 수행하였다. 이 러한 목적을 위해 성형공정 변수인 사출시간 충전압력 그리고 보압시간이 성형품에 미치는 영향을 중량과 곡률반경 구면 정밀도 그리고 구면오차의 간접무늬를 측정하여 연구하였다. 그결과로서 성형품의 중량(칫수)과 곡률반경에 지대한 영향력을 행사하는 변수는 충전압력 이며 사출시간과 보압시간은 곡률반경과는 무관해 보이고 중량의 증가에는 기여하지만 공정 사이클 시간을 증가시키는 문제가 지적된다. 구면정밀도 측정실험 결과 길지도 짧지도 않는 15∼20초 사이의 보압시간 4초이내의 빠른 사출시간 그리고 860kg/cm2 이상의 높은 충전압 력에서 우수한 결과를 보여주었다, 마지막으로 구면의 형상에 대한 간접무늬 측정결과는 성 형공정을 이해하는데 강력한 도구가 됨을 발견하였다.
논문은 광신호 제어에 의해 작동되는 고반복 테슬라 변압기용 커패시터 충전형 전원장치에 관하여 기술하였다. 광신호는 펄스 형태로 약 100us의 시간을 갖고 커패시터 충전형 전원장치를 제어한다. 커패시터 충전형 전원장치는 펜던트, 배터리, 트랜스포머, 인버터/컨트롤러, 트리거 발생기로 구성되었다. 그리고 이 장치의 사양은 800V, 8.8A이고, 실험에 사용된 커패시터 부하는 88uF를 사용하였다. 시험결과, 800V/88uF의 충전시간은 약 8.1ms 이고, 반복률은 100Hz로 운전하였다. 또한 고반복 테슬라 변압기용 커패시터 충전형 전원장치는 안정적인 반복률 및 출력특성를 보이고 있다.
최근 수은전지의 사용이 증가함에 따라 이에 의한 식도이물의 가능성도 증가하게 되었다. 저자는 수은전지에 의한 식도손상을 관찰하기 위하여 가토(1.7kg~2.5kg)에서 수은전지(충전된 전지, 방전된 전지)와 같은 모양, 크기의 철판(대조군)을 상절치에서 약 15cm되는 식도에 삽입 후 시간별로(1, 3, 6, 12, 24시간)육안적, 조직학적 관찰을 하였다. 충전된 전지를 삽입한 군에서는 삽입 후 1시간부터 식도손상을 보였고 시간경과에 따라 그 정도가 심해졌으며, 방전된 전지를 삽입한 군에서는 삽입후 3시간부터 식도손상을 보였고 시간 경과에 따라 그 정도가 심해졌으나 충전된 전지군에 비하여는 경한 손상을 보였으며, 대조군에서는 삽입 후 24시간까지 손상을 보이지 않았다. 따라서 수은전지에 의한 식도이물은 조기에 심한 식도손상을 초래하므로 가능한 한 신속히 제거해야 할 것으로 생각된다.
본 논문에서는 친환경 전동기기의 에너지 저장장치로 널리 사용되고 있는 Lead-Acid 배터리의 특성을 나타내었고, 급속충전을 하기 위한 충전패턴을 보였다. 기존 정전류-정전압 충전패턴이 적용된 상용 제품과 당사가 개발한 급속충전기의 비교 실험을 통해 충전 시간단축을 확인하였다. 급속충전 시스템의 적용을 통해 친환경 전동기기의 성능이 개선될 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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