• 한국재료학회지
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• 제31권2호
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• pp.84-91
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• 2021

To cope with automobile exhaust gas regulations, ISG and charging control systems are applied to HEV vehicles for the purpose of improving fuel economy. These systems require quick charge-discharge performance of high current. Therefore, a Module of the AGM battery with high energy density and EDLC(Electric Double Layer Capacitor) with high power density are constructed to study the charging and discharging behavior. In CCA, which evaluates the starting performance at -18 ℃ & 30 ℃ with high current, EDLC contributed for about 8 sec at the beginning. At 0 ℃ CA (Charge Acceptance), the initial Charging current of the AGM/EDLC Module, is twice that of the AGM lead acid battery. To play the role of EDLC during high-current rapid charging and discharging, the condition of the AGM lead-acid battery is optimally maintained. As a result of a Standard of Battery Association of Japan (SBA) S0101 test, the service life of the Module of the AGM Lead Acid Battery/EDLC is found to improve by 2 times compared to that of the AGM Lead Acid Battery.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.181-187
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• 2015

납축전지 활물질 제작 공정 중 숙성공정에서 온도 제어를 통해 활물질 결정 크기를 제어할 수 있고, 생성된 활물질에 따라 초기 성능 향상, 내구성능 향상 효과를 얻을 수 있었다. 숙성반응 후 생성된 활물 중 3BS는 초기성능에는 유리 하였고, 4BS의 경우 초기 성능은 불리하였으나 내구 성능이 3BS활물질에 비해 48% 향상 되었다. 자동차용 납축전지를 ISG시스템이 적용된 자동차에 사용하기 위해 평가하는 DOD17.5% 수명시험 평가 결과, 일반 자동차 시동용으로 널리 사용하고 있는 Flooded 납축전는 적합하지 않은 것으로 확인 되었고, AGM 납축전지가 적합한 것으로 확인되었다. 그리고 3BS 활물질을 적용한 AGM 납축전지에 비해 4BS 활물질을 적용한 AGM 납축전지가 내구력이 우수하여 ISG 시스템에 적용된 자동차에 적합한 것으로 확인 되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권4호
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• pp.123-130
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• 2020

AGM 연축전지(Absorbent Glass Mat Lead-Acid Battery)의 수명 특성을 결정짓는 양극 활물질(Active Material)의 주요 구성 결정인 4BS(Tetrabasic lead Sulfate)의 입자 크기를 제어하기 위해 4BS Nano Seed(NS)를 적용 중에 있다. 4BS NS 적용 시, 나노 입자 특성상 분산 안정성이 저하되어 제 기능을 다하지 못한다. 이를 개선하기 위해 기존 첨가제인 광명단(Red Lead)에 나노 입자의 4BS seed가 포함된 Incorporated Nano Seed(INS)를 함량별로 첨가하여 양극판 분석과 제품 성능을 평가하였다. INS 함량이 증가할수록 4BS 입자 크기는 작아지면서 균일해지는 특성을 확인할 수 있었으며, 반응 비표면적 증가에 따른 고율 방전 특성도 향상되는 것을 알 수 있었다. 극판 제조 공정에서의 개별 극판에 대한 입도 분포의 편차를 확인하기 위해, AGM 연축전지 200 대 대한 내부 저항 및 전압 검사를 진행하였으며 제품 제조 공정 품질 편차가 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제31권2호
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• pp.75-83
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• 2021

To cope with automobile exhaust gas regulations, ISG (Idling Stop & Go) and charging control systems are applied to HEVs (Hybrid Electric Vehicle) for the purpose of improving fuel economy. These systems require quick charge/discharge performance at high current. To satisfy this characteristic, improvement of the positive electrode plate is studied to improve the charge/discharge process and performance of AGM(Absorbent Glass Mat) lead-acid batteries applied to ISG automotive systems. The bonding between grid and A.M (Active Material) can be improved by applying the Sand-Blasting method to provide roughness to the surface of the positive grid. When the Sand-Blasting method is applied with conditions of ball speed 1,000 rpm and conveyor speed 5 M/min, ideal bonding is achieved between grid and A.M. The positive plate of each condition is applied to the AGM LAB (Absorbent Glass Mat Lead Acid Battery); then, the performance and ISG life characteristics are tested by the vehicle battery test method. In CCA, which evaluates the starting performance at -18 ℃ and 30 ℃ with high current, the advanced AGM LAB improves about 25 %. At 0 ℃ CA (Charge Acceptance), the initial charging current of the advanced AGM LAB increases about 25 %. Improving the bonding between the grid and A.M. by roughening the grid surface improves the flow of current and lowers the resistance, which is considered to have a significant effect on the high current charging/discharging area. In a Standard of Battery Association of Japan (SBA) S0101 test, after 300 A discharge, the voltage of the advanced AGM LAB with the Sand-Blasting method grid was 0.059 V higher than that of untreated grid. As the cycle progresses, the gap widens to 0.13 V at the point of 10,800 cycles. As the bonding between grid and A.M. increases through the Sand Blasting method, the slope of the discharge voltage declines gradually as the cycle progresses, showing excellent battery life characteristics. It is believed that system will exhibit excellent characteristics in the vehicle environment of the ISG system, in which charge/discharge occurs over a short time.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권1호
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• pp.83-91
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• 2016

ISG (Idle Stop & Go) 시스템이 적용되는 자동차에 적합한 납축전지를 개발하기 위해 전극재료인 3BS ($3PbO{\cdot}PbSO_4{\cdot}H_2O$)와 4BS ($4PbO{\cdot}PbSO_4$)의 생성조건과 활물질의 화성 방법에 따른 납축전지 초기 성능과 심방전에 미치는 영향에 대해 연구 하였다. 양극과 음극 활물질을 숙성반응 중 온도 제어로 최종 생성 활물질의 상이 변하며, 납축전지의 수명에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 초기 성능에는 3BS 활물질을 적용한 AGM 납축전지와 Flooded 납축전지가 우수한 성능을 나타내는 반면 4BS 활물질을 적용한 AGM 납축전지는 상대적으로 낮은 성능을 나타내었다. 또한, 활물질 화성 효율을 비교분석하기 위해 화성을 3 step과 9 step으로 구분하여 시험한 결과, 3BS로 제작된 AGM 납축전지에 비해 4BS 활물질을 적용한 AGM 납축전지의 초기 성능이 우수 하였다. DOD17.5% 수명시험으로 수명성능을 비교한 결과, 잦은 심방전이 요구되는 ISG 시스템에서 Flooded 납축전지는 적합하지 않았으나, AGM 납축전지는 적합한 결과를 나타내었다. 결론적으로 AGM 납축전지가 ISG 시스템 적용 자동차에 적합하였고, AGM 납축전지의 숙성, 화성 방법에 따라 수명 성능이 80% 차이를 나타내는 것으로 확인되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권1호
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• pp.55-62
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• 2021

CO2 가스 발생 감소와 연비향상을 위해서 HEV 차량은 ISG 시스템을 채용하고 있다. 이 ISG 시스템은 배터리가 감당해야 하는 전기 부하를 증대시켰고, 시동 횟수도 급격히 늘어나게 하였다. 이를 위해 AGM 연축전지가 개발되어 사용되고 있으나, 종래의 연축전지에 비해서 formation 중 전해액량 조절이 더 높은 수준으로 유지해야 됨에 따라 충전시간이 약 3배 가량 길어지게 되었다. 본 연구에서는 formation pattern의 최적화를 통해서 충전효율을 증대시켜 충전시간을 단축하고자 하였다. formation pattern의 최적화를 위해서, 16개 multi step에 10개 충전 step과 6개의 방전 step을 적용하고, step별 충전 전류를 조절한 4가지 조건(21 hr, 24hr, 27 hr, 30 hr)으로 시험을 진행하였다. 그 결과 24 hr 시험 조건이 PbO2 변환율이 가장 높게 분석되었고, 용량 103.3 %, 저온시동성능 38 sec, 충전수입성 37.36 A로 나타났다. Multi-step과 방전 step을 적용한 충전 프로그램의 결과, 충전 중에 국부적으로 급격히 발생된 분극화를 제거하고 전류의 손실을 최소함으로써 충전효율을 증가시킬 수 있음을 검증하였다. 이렇게 충전효율을 증가시킴으로써 본 연구에서는 충전시간을 기존에 비해서 약 30 % 감소시키는 탁월한 결과를 얻을 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.346-355
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• 2012

최근 전 세계가 환경문제와 에너지 자원 고갈 문제에 대해 관심을 집중하고 있다. 이런 문제들을 해결하기 위한 여러 가지 방법들 중 하나가 하이브리드자동차(HEVs)이다. 그래서 하이브리드자동차 기술에 대한 사람들의 관심이 높아지고 있다. 하이브리드 자동차의 에너지 저장 시스템의 후보들은 AGM 배터리, Ni-MH 배터리 및 리튬배터리 등이다. AGM 배터리는 상대적으로 낮은 가격, 높은 충전 효율, 낮은 자가 방전 및 높은 안전성 등이 장점이다. 상용자동차에 하이브리드 자동차 시스템을 적용하기 위해서는 4개의 AGM 배터리를 2개의 직렬과 2개의 병렬로 연결해야한다. 본 연구에서는 상용차용으로 사용될 직 병렬로 연결되어 있는 AGM 배터리 시스템의 충 방전 특성을 예측하기 위하여 AGM 배터리의 충 방전 모델링을 수행하였다. AGM 배터리의 충 방전 모델링을 위해 내부에서 일어나는 전기화학 반응, 전하 보전과 물질 보존 법칙을 통해 배터리의 지배방정식으로 세웠다. 모델링 결과의 정확성을 검증하기 위해 다양한 조건에서의 실험결과와 비교하였다.