• 전력전자학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.324-331
• /
• 2007

본 연구에서는 슬라이딩 모드 관측기를 사용한 리튬 배터리의 충전량 예측방법에 대해서 논의한다. 배터리의 비선형 회로 모델링 기법이 소개되고 슬라이딩 모드 관측기를 사용한 충전량 예측기의 설계 방법이 논의된다. 기존의 복잡한 배터리 모델링 방법 대신, 단순화된 저항-커패시터 모델링 방법이 본 연구에서 사용되었다. 단순화된 모델에 의해 발생되는 오차나 불확실성은 슬라이딩 모드 관측기에 의해 보상되었다. 슬라이딩 모드 관측기의 구조는 단순하지만, 모델링 에러나 외란에 대해서 강인한 특성을 보여준다. 제안된 제어기의 수렴성은 등가제어 방법에 의해서 증명되었다. 제안된 시스템의 성능은 UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) 시험에 의해서 증명되었다. 시험 결과 제안된 시스템은 실제 주행 환경에서도 우수한 추적 성능을 보여주었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.13-15
• /
• 2008

Charging or discharging secondary batteries such as a lithium-ion battery is essential in the stage of production and takes long time over two hours. And the charge/discharge system is operated with high switching frequency over several tens kHz. Therefore, to simulate such a system in the conventional way takes very long time and huge files are produced. Finally, the simulation would be unable with general PC class. In this paper, the lithium-ion battery charge/discharge system is analyzed by using state space averaging method. As a result, the simulation time is reduced dramatically and the charge/- discharge characteristics of the lithium-ion battery can be observed.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
• /
• pp.882-883
• /
• 2013

With the development of the society, pure electric vehicles will be surely important of the future. Electric vehicle requires various technology like motor driving, battery management, operational efficiencies and so on. Battery management is indeed the most important to enhance battery's performance and life. This paper has deeply discussed and studied on the lithium-polymer battery management system of pure electric vehicle. First of all we have analyzed the characteristic of the lithium-polymer batteries and the factors influenced on the state of charge. Then a logical SOC measuring method has been raised, which is the combination of open circuit voltage and Ah integration. The next we will introduce the design of battery management system, the battery management system performs many functions, such as inspecting the whole process, when it's running cell equalization protecting and diagnosing the battery, estimating the state of charge. The module design style including microcontroller, data aquisition module, charging control module and serial communication module. To arrive at conclusions, the battery management system which this paper has introduced is reliable and economical.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제16권3호
• /
• pp.1131-1140
• /
• 2016

A simple design for a sliding mode observer is proposed for EV lithium battery SOC estimation in this paper. The proposed observer does not have the limiting conditions of existing observers. Compared to the design of previous sliding mode observers, the new observer does not require a solving matrix equation and it does not need many observers for all of the state components. As a result, it is simple in terms of calculations and convenient for engineering applications. The new observer is suitable for both time-variant and time-invariant models of battery SOC estimation, and the robustness of the new observer is proved by Liapunov stability theorem. Battery tests are performed with simulated FUDS cycles. The proposed observer is used for the SOC estimation on both unchanging parameter and changing parameter models. The estimation results show that the new observer is robust and that the estimation precision can be improved base on a more accurate battery model.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.68-69
• /
• 2014

In the battery based applications such as electric vehicle and energy storage system, the performance of the system highly depends on the reliability of the battery. However, it is difficult to obtain the accurate information about the state-of-health (SOH) of battery during its operation. In this paper a 3kw battery charger with battery diagnosis function which can estimate the SOH of the battery by using online impedance spectroscopy technique is introduced. For the charger phase shift full bridge converter with synchronous rectification has been adopted to implement the charge and diagnosis functions. The impedance spectroscopy is performed after the charge to obtain the information about the internal impedance of the battery module, hence the SOH can be estimated online by observing the impedance variation of the battery over time. All the design procedure of the proposed charger is detailed and the feasibility of the system is verified by the experimental results.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.369-377
• /
• 2013

현재 전기자동차와 신재생에너지전원의 출력안정화에 필수적인 2차전지가 개발되고 있고, 2차전지의 효율적인 운용을 위하여 상태감시 기술과 수명예측 기술이 요구되고 있다. 기존의 2차전지 상태감시 방법으로는 전압과 비중에 의한 충전상태평가 방법 등이 있으나, 이 방법은 온도에 따라 변화되는 전압과 비중의 특성을 고려할 수 없는 한계점을 가지고 있다. 즉, 2차전지의 SOC를 평가하기 위해서는 전지 케이스 내부의 전해액 온도에 따라 달라지는 비중 값을 측정해야 하지만, 대부분의 2차전지는 밀폐형으로 보급되고 있어서 전해액의 상태를 파악하기 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전지내부의 온도를 보정하는 열전달식을 유도함으로 정확한 SOC평가 알고리즘을 제시하였다. 또한 2차전지의 수명 예측 방법으로는 내부저항 측정 또는 잔존 용량 측정 등의 수명 예측 방법들이 있으나, 충 방전상태와 충전 후 방치시간, 사용 환경 등 여러 가지 요인에 의해 2차전지의 수명을 정확하게 판단하기 어렵다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해 $20^{\circ}C$로 환산된 비중 값에 대하여 전지의 충 방전에 대한 비중누적 값을 계산함으로 충 방전 사이클을 판정하는 수명예측 알고리즘을 제시하였다. 상기에서 제시한 알고리즘을 바탕으로 시험 장치를 제작하여 다양한 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존의 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 알고리즘이 정확한 연축전지의 상태감시 및 수명예측에 대한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.333-338
• /
• 2020

본 논문은 역전파 뉴럴 네트워크(Back Propagation Neural Network; BPNN) 알고리즘을 이용한 배터리 셀의 잔존용량(State Of Charge; SOC) 추정 방법을 제안한다. 이를 위해 배터리 성능평가 시뮬레이터를 구현하고 다양한 온도에서의 충방전 실험을 통해 뉴럴 네트워크 학습에 필요한 입출력 데이터를 도출한다. 최종적으로 배터리의 SOC 추정 성능은 Matlab/Simulink 프로그램을 이용하여 Ah-counting에 의한 실험치와 비교를 통해 분석하고 오차율을 3% 미만으로 줄일 수 있음을 시뮬레이션을 통해 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
• /
• pp.36-38
• /
• 2018

As the battery capacity requirement increases, battery cells are connected in a parallel configuration. However, the sharing current of each battery cell becomes unequal due to the imbalance between cell's impedance which results the mismatched states of charge (SOC). The conventional fixed-resistance balancing methods have a limitation in battery equalization performance and system efficiency. This paper proposes a battery equalization method based on dynamic resistance technique, which can improve equalization performance and reduce the loss dissipation. Based on the SOC rate of parallel connected battery cells, the switches in the equalization circuit are controlled to change the equivalent series impedance of the parallel branch, which regulates the current flow to maximize SOC utilization. To verify the method, operations of 4 parallel-connected 18650 Li-ion battery cells with 3.7V-2.6Ah individually are simulated on Matlab/Simulink. The results show that the SOCs are balanced within 1% difference with less power dissipation over the conventional method.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권7호
• /
• pp.635-641
• /
• 2016

엔진과 전기추진장치를 혼합한 하이브리드 추진 장치를 구동하기 위해서는 셀 단위로 이루어진 수십 개의 리튬계열의 배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 많은 량의 배터리 셀의 상태를 언제든지, 엄격하게 관리할 필요가 있다. 일반적으로 배터리 관리(Battery management system, BMS)는 셀 전압, 전류 및 온도 등의 데이터를 운전 중에 받아서 상태를 컴퓨터로 모니터링 한다. 배터리의 상태를 확인하기 위한 또 다른 중요한 데이터는 배터리의 잔존수명(State of charge, SOH)을 알 수 있는 내부저항과 충전상태(State of charge, SOC)를 알 수 있는 무 부하 단자전압(Open circuit voltage, OCV)이 있다. 그러나 연속운전 중에는 내부 손실저항과 캐패시턴스의 병렬 등가회로로 인하여 내부저항의 측정이 어렵다. 또한 대부분의 에너지저장시스템에는 전압, 전류, 온도 등의 데이터를 이용하여 BMS가 수행되고 있지만, 운전 중에 예기치 않게 배터리 셀의 고장이 발생하는 경우에는 구동 전원장치의 출력전압이 변동하고, 하이브리드 자동차 또는 선박의 추진이 어려울 수가 있다. 본 논문에서는 리튬인산철 배터리 팩을 이용한 하이브리드 선박용 직류전원장치를 대상으로 배터리 셀의 돌발고장 순간에도 직류전원장치의 일정전압을 유지하면서 내부저항의 추정이 가능하고, 정상운전 중에는 OCV의 추정이 가능한 고 안전 BMS를 구현하고자 한다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.321-324
• /
• 2008

This paper presents the battery management system(BMS) for the optimum conditions of the lead-Acid battery in UPS. The proposed system controls the over and under currents of battery for protecting and it was applied algorithm for optimum conditions to estimate the State Of Charge(SOC) in charge or discharge mode. It approved the performance and the algorithm for the estimation of SOC, through the experiments which using the charge and discharge tester and the field tests.