In this paper, the new improved method for photovoltaic system was studied available for a lighting load by measuring the state of charge of lead-acid batteries. Photovoltaic systems has been evaluated as one of the most new and renewable energy and especially, the Stand-Alone Photovoltaic system has been used to a street light, a road sign light, an air caution light, an emergency call. Many Stand-Alone PV system are installed by a group. Although the pre-installation cost of PV system is high and it has not been operated due to the absence of optimal management standards. In this paper, it is proposed a new operating method by the measurement of lead-acid battery's SOC with a Ah balancing.
In this paper, multi-string power balancing system for streetlight was developed. Accordingly, the components of the system was developed, unit converters, MPPT control unit, a bank of Li-ion battery and controls the charging and discharging. Loss by improving the efficiency of the system through the parallel operation of the unit converter output will be reduced. And by improving the efficiency of the system through the unit converter parallel operation, output losses will be reduced. Charging and discharging efficiency of the device used in a typical solar streetlight is calculated based on the maximum power input. Because of the variation of the input power has a weakness. In this paper, flexible to changes in the input, and a system was developed to minimize the cost per watt. Measure the performance of the unit module from the system, the result was more than 91%. And the charging capacity 12 V/105 Ah, module power 180 W, respectively. Should expect to be able to improve performance through continuous monitoring in the future.
본 논문은 학생 캡스톤디자인 작품제작의 결과를 정리한 것으로 MCU와 적외선 거리센서를 이용하여 공의 수평위치를 측정하고 이에 따라 양단 서보모터의 각도를 조절하여 공이 중앙에 위치하도록 자동으로 제어하는 볼 밸런서의 구현방법에 대해 소개한다. 탁구공의 위치를 적외선 거리센서로 측정하고 MCU에 PID 제어기 기반의 자동제어 알고리즘을 구현하여 DC서보모터의 각도를 제어함으로써 탁구공이 중앙에 위치하도록 자동으로 제어한다.
The vast majority of the disaster prevention design research in Korea has focused on the macro-level interventions such as examining the existing systems and approaches, instituting revised policies, systematically establishing intervention programs, and evaluating the effectiveness of the interventions. However, little has focused on systematically challenging individuals' awareness using micro-level intervention. The present paper introduces approaches to micro-level intervention by infusing narrative-based simulation, and further suggests the implications on balancing the approaches of both micro-level and macro-level interventions.
In order to design capacity of lithium ion battery, some calculations were carried out based on the characteristics of materials by the given battery shape and dimension. The principle of design was built by the interpretation of the correlation of material, electrochemical and battery factors. Parameters of materials are fundamental physical properties of constituent such as cathode. separator, anode, current collectors and electrolyte. Electrochemical factor includes potential pattern as a function of specific capacity, specific discharge capacity(or initial irreversible specific capacity or Ah efficiency) as a function of specific charge capacity and material balancing. Parameters of battery are dimension, construction hardware and performance. Battery capacity was simulated for a lithium cobalt dioxide as cathode and a hard carbon as anode to achieve 1100 mAh for the charge limit voltage of 4.2V, the weight ratio(+/-) of 2.4 and ICR18650. A fabricated test cell (ICR18650) which have weight ratio(+/-) of 2.4 discharged to 1093 mAh for the charge limit voltage of 4.2V. The sequential discharge capacity show good correspondence with designed capacity.
The initial irreversible capacity, $Q_i$, is one of the parameters to express the material balancing of the cathode to anode. We introduced new terms, which are the initial intercalation Ah efficiency (IIE) and the initial irreversible specific capacity at the surface ($Q_{is}$), to express precisely the irreversibility of an electrode/electrolyte system. Two terms depended on kinds of active-materials and compositions of the electrode, but did not change with charging state. MPCF had the highest value of IIE and the lowest value of $Q_{is}$ in 1M $LiPE_6$/EC + DEC (1 : 1 volume ratio) electrolyte. IIE value of $LiCoO_2$ electrode was 97-98%, although the preparation condition of the material and the electrolyte were different. $Q_{is}$ value of $LiCoO_2$ was 0~1 mAh/g. MPCF-$LiCoO_2$ cell system had the lowest of the latent capacity. $Q_{is}$ value increased slightly by adding conductive material. IIE and $Q_{is}$ value varied with the electrolyte. By introducing PC to EC+DEC mixed solvent, IIE values were retained, but $Q_{is}$ increased. In case of addition of MP, IIE value increased and $Q_{is}$ value also increased a little.
Bimodal Tram developed by KRRI is driven by a series Hybrid propulsion system which has both the CNG engine, generator and LPB(Lithium Polymer Battery) pack. It has three driving modes; Hybrid mode, Engine mode and Battery mode. Even in case of Battery mode, LPB pack to get enough power to drive the vehicle only by itself onsists of 168 LPB cells(80Ah per lcell), 650V. It is important thing to manage LPB pack in a right way, which will extend the lifetime of LPB cells and operate in the hybrid mode effectively. This paper has shown the development of battery management system(12 BMS, 1 BMS per 14cells) to manage LPB pack which is connected with CAN(Controller Area Network) each other and measure the voltage, current, temperature and also control the cooling fan inside of LPB pack. Using the measured data, BMS can show the SOC(State of Charge), SOH(State of Health) and other status of LPB pack including of the cell balancing.
Bimodal Tram developed by KRRI is driven by a series Hybrid propulsion system which has both the CNG engine, generator and LPB(Lithium Polymer Battery) pack. It has three driving modes; Hybrid mode, Engine mode and Battery mode. Even in case of Battery mode, LPB pack to get enough power to drive the vehicle only by itself onsists of 168 LPB cells(80Ah per lcell), 650V. It is important thing to manage LPB pack in a right way, which will extend the lifetime of LPB cells and operate in the hybrid mode effectively. This paper has shown the development of battery management system(12 BMS, 1 BMS per 14cells) to manage LPB pack which is connected with CAN(Controller Area Network) each other and measure the voltage, current, temperature and also control the cooling fan inside of LPB pack. Using the measured data, BMS can show the SOC(State of Charge), SOH(State of Health) and other status of LPB pack including of the cell balancing.
본 논문은 기존의 리튬 배터리(lithium battery) 등가모델의 정확도 개선을 위한 배터리 모델 계수 보정기법을 제안한다. 전기자동차 등 다양한 산업분야에 사용되는 리튬 배터리의 배터리 셀간 잔존용량(SOC, state of charge) 동일하게 유지하여 배터리 수명의 단축을 최소화하기 위해 BMS(battery management system)가 연구 개발 되었지만, 배터리 셀 전압 기반의 셀 밸런싱(cell balancing) 동작으로 내부저항 및 커패시터에 따른 SOC 변화를 따라가지 못한다. 배터리 내부저항 및 커패시터에 따른 배터리 SOC 추정을 위해 다양한 배터리 등가모델이 연구되었지만, 모든 배터리에 동일하게 적용하는 것은 한계가 있으며 특히 과도상태의 배터리 상태 추정이 어렵다. 기존의 배터리 전기적 등가모델 연구는 1종의 배터리를 대상으로 5~10% 오차율로 충 방전 동적특성을 모사하며 서로 다른 전기적 특성을 갖는 실제 배터리에 적용이 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 모델 및 용량이 다른 실제 배터리 운용환경에 적합하며 오차율 5%이하의 동적특성 모사가 가능한 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 배터리 모델 계수 보정법 검증을 위해 3.7 V 정격전압, 280 mAh, 1600 mAh 용량의 리튬 배터리를 사용하였으며, 리튬 배터리의 전기적 등가 모델로 2단 RC Tank 모델을 사용하였다. 또한 0.25C, 0.5C, 0.75C, 1C 4가지 C-rate를 사용하여 배터리 충 방전 실험 및 모델검증을 진행하였으며 제안하는 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 통해 구현한 두 종류의 배터리 모델의 배터리 충 방전 특성 및 과도상태 특성의 오차율은 최대 2.13%이다.
In this paper, a multi-module selective battery equalizer for series-connected Li-ion battery pack is proposed. Selective Equalizer (SE) scheme achieves smaller volume and lighter weight than individual cell equalizer (ICE) by minimizing the part count of bulky circuit element. However, SE scheme shows slow balancing speed when the voltage imbalance simultaneously occurs in more than one cell. The proposed multi-module overcomes the problem by employing multiple power converters. Prototype hardware is implemented and experimented with 14Ah battery cells to validate the performance of the proposed equalizer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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