• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.569-582
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• 2023

납축전지는 가장 오래된 충전식 배터리 시스템으로 현재까지 충전식 배터리 분야에서 자리를 지키고 있다. 이 배터리는 다양한 이유로 열폭주 현상이 생기는데 이는 큰 사고로 이어질 가능성이 있다. 그렇기 때문에 열폭주 현상을 예방하는 것은 배터리 관리 시스템의 핵심부분이다. 최근에는 열폭주 위험 배터리 셀을 기계학습으로분류하는 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 비지도학습인 DBSCAN 클러스터링과 통계적 방법을 사용하여 열폭주 위험 셀 탐지 및 검증 알고리즘을 제안하였다. BMS에서 측정한 lead-acid 배터리의 저항 값만을 사용하여 열폭주 위험 셀 분류 실험을 진행하였고 본 논문에서 제안한 알고리즘이 열폭주 위험 셀을 정확히 검출해 냄을 보여주었다. 또한 본 논문에서 제안한 알고리즘을 사용하여 배터리 내 열폭주 위험이 있는 셀과 노이즈가 심한 셀을 분류할 수 있었으며 그리드 서치를 통한 DBSCAN 파라미터 최적화를 통해 열폭주 위험 셀을 초기에 검출해 낼 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.256-261
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• 2011

본 논문에서는 친환경 하이브리드 자동차의 핵심부품중 배터리 전압을 모니터하는 CVM(Cell Voltage Monitoring) 동작에서 모니터링된 배터리 전압을 디지털 데이터로 변환시키는 A/D (Analog to Digital) 컨버터의 설계 및 제작결과를 소개한다. CVM에 적정한 A/D컨버터는 중속동작 및 고분해능의 동작이 필요하여, SAR(Successive Approximate Register) typed A/D 컨버터 사용을 제안하였고, Magna 0.6um 40V 공정을 이용하여 10bits 분해능을 갖도록 설계 및 제작하였으며, 측정결과 FSR(Full Scale Range) 5V 전구간에서 ${\pm}1$ LSB Accuracy의 선형성을 확보하여, CVM 구현에 유용함을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.146.1-146.1
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• 2010

최근 전력 수요의 증가와 지구 온난화 문제가 화두가 되면서 피크 전력관리와 스마트 그리드의 필요성이 강조되고 있다. 이들을 구현하기위해 반드시 필요한 것이 에너지 저장 시스템이다. 본 발표는 배터리 에너지 저장 시스템에 사용되는 능동형 셀 발란싱 기능을 갖는 배터리 관리 시스템에 관한 것이다. 전력 에너지 저장용 배터리는 원하는 전압과 전력을 저장하기위해 단전지(Cell)들을 보통 수천 개가 직렬 병렬로 연결되어 구성된다. 배터리팩을 구성하는 단전지 한 개의 용량이 다른 단전지 보다 크거나 작던지 또는 한 개의 단전지에 문제가 생기면 배터리팩 전체의 성능이 저하되든가 또는 사용 할 수가 없게 된다. 따라서 배터리팩을 구성 할 때는 용량이 동일 한 단전지들을 사용한다. 에너지 저장용 배터리팩에는 수백 와트의 단전지 들이 사용되므로 에너지 저장용 배터리팩을 위한 단전지 생산에는 많은 어려움이 있다. 능동형 셀 발란싱 기술을 사용 하면 이러한 배터리팩의 문제를 해결 할 수 있어 셀 제조원가를 절감 할 수 있을 뿐만 아니라 배터리팩의 가용용량을 늘릴 수 있고 또한 배터리팩의 수명을 연장 할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.111-113
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• 2009

침몰한 잠수함 승조원의 구조용으로 사용되는 구난잠수정은 주 전원과 보조전원으로 축전지가 필수적으로 사용된다. 그러나 사용 중인 축전지 모듈이나 뱅크의 일부 셀(Cell)에 불량이 발생하면 전체 축전지 뱅크의 기능이 저하되어 구난정 시스템을 적절히 운영하지 못하여 제대로 임무를 수행하지 못하거나 커다란 손실을 가져온다. 그리고 축전지에 과 충전이나 과 방전이 발생하면 축전지가 폭발하여 화재가 발생하거나 축전지 내부 구조의 파괴로 더 이상 사용 못하는 경우가 발생한다. 따라서 이와 같이 축전지에 손상을 줄 수 있는 상황을 미연에 방지하여 축전지가 최적의 동작 상태를 유지할 수 있도록 해주고 전체 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위하여 본 논문에서는 구조잠수정용 리튬폴리머 (Lithium Polymer) 축전지 관리장치의 개발을 수행하였다. 본 논문을 통해 축전지 관리 장치(BMS : Battery Management System)의 핵심기술인 H/W 및 S/W 설계기술, 각 Cell의 전압 제어기술, SOC(State of Charge) 제어 알고리즘 도출 및 시스템 운영 기술을 구현하였으며 개발된 알고리즘과 기능은 충 방전 부하시험과 한국 선급인증시험을 통해 유효한 방식임을 확인하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권3호
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• pp.136-140
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• 2017

The state of charge (SOC) is an important parameter in a battery-management system (BMS), and is very significant for accurately estimating the SOC of a battery. Li-ion batteries boast of excellent performance, and can only remain at their best working state by means of accurate SOC estimation that gives full play to their performances and raises their economic benefits. This paper summarizes some measures taken in SOC estimation, including the discharge experiment method, the ampere-hour integral method, the open circuit voltage method, the Kalman filter method, the neural network method, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS. The principles of the various SOC estimation methods are introduced, and their advantages and disadvantages, as well as the working conditions adopted during these methods, are discussed and analyzed.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.401-402
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• 2015

In this paper a direct cell-to-cell charge balancing circuit which can transfer the charge from any cell to any cell in the battery string is introduced. In the proposed topology the energy in the high voltage cell is transferred to the low voltage cell through the simple operation of a dc-dc converter to get fast equalization. Furthermore, the charge equalization can be performed regardless of the battery module operation whether it is being charged, discharged or relaxed. The monitoring circuit composed of a DSP and a battery monitoring IC is designed to monitor the cell voltage and protect the battery. In order to demonstrate the advantages of the proposed topology, a prototype circuit was designed and applied to 12 Lithium-Ion battery module. It has been verified with the experiments that the charge equalization time of the proposed method was shortest compared with those of other methods.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.7-8
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• 2015

In this paper a cell-to-cell fast charge balancing circuit for the Lithium-Ion battery module is proposed. In the proposed topology the energy in a high voltage cell is transferred directly to a low voltage cell through the operation of the dc-dc converter. Furthermore, the charge balancing can be performed regardless of the battery operation whether it is being charged, discharged or relaxed. The monitoring circuit composed of a DSP and a battery monitoring IC is designed to monitor the cell voltage and detect the inferior cell thereby protecting the battery module from failure. In order to demonstrate the performance of the proposed topology, a prototype circuit was designed and applied to 12 Lithium-Ion battery module. It has been verified with the experiments that the charge equalization time of the proposed method was shorter compared with those of other methods.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.381-389
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• 2021

Most diagnosis approaches rely on historical failure data that might not be feasible in real operating conditions because the battery voltage and internal parameters are nonlinear according to various operating conditions, such as cell-to-cell configuration and initial condition. To overcome this issue, the estimator and the predictor require integrated approaches that consider comprehensive data, with the degradation process and measured data taken into account. In this paper, vector autoregressive models (VAR) with various parameters that affect overdischarge to the cell in the battery pack were constructed, and the cell-to-cell parameters were identified using an adaptive model to analyze the influence of failure prognosis. The theoretical analysis is validated using experimental results in terms of the feasibility and advantages of fault prognosis.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.171-172
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• 2016

본 논문에서는 군 주둔지의 전원공급을 위한 이동형 ESS 시스템에 대해서 제안한다. 제안하는 시스템은 군 주둔지와 같이 외부 소음 및 열에 민감한 시스템에서 디젤발전기를 대체하기 위하여 설계되었으며, 배터리 팩, BMS(Battery Management System), EMS(Energy Management System), PCS(Power Conditioning System), PMS(Power Management System), 구조물 그리고 차량체계로 구성된 시스템을 소개한다. 그리고 실험결과에서는 260kWh급의 이동형 ESS의 실차에 장착된 결과를 제시한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권11호
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• pp.77-83
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• 2014

The Estimation of State of Charge(SOC) for batteries is an important aspect of a Battery Management System(BMS). A method for estimating the SOC is proposed in order to overcome the individual disadvantages of the current integral and Open Circuit Voltage(OCV) estimation methods by combining them using Extended Kalman filter(EKF). The non-linear characteristics of the Li-Ion RC battery model used in this study is also solved through EKF. The proposed method is simulated in a Matlab environment with a Li-Ion Kokam battery (3.7V, 1,500mAh). Results showed that there is an improvement in the estimation error when using the proposed model compared to the conventional current integral method.