• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.1-8
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• 2019

본 논문에서는 18650 원통형 NCA 리튬이온 배터리로 구성된 고출력 직렬 배터리로 다양한 C-rate의 전기적 특성을 테스트한다. 테스트를 통해 추출한 14S1P 배터리 팩의 방전 용량 데이터와 4S1P 배터리 팩의 EV cycle 데이터를 통해 C-rate의 변화에 따른 전기적 특성을 분석한다. 분석을 통해 얻은 데이터를 기반으로 C-rate에 따른 방전용량 실험의 셀 간 전압 편차와 EV cycle 실험의 셀 간 전압 편차를 다중선형회귀 모델로 추정하여 선형적인 특징을 가진 데이터와 비선형적인 특징을 가진 데이터에 대한 각각의 추정성능을 검증한다. 모델의 추정성능을 검증하기 위해 추정 데이터와 실제 데이터의 RMSE를 구해 알고리즘의 정확성을 평가한다. 논문의 결과는 14S1P 배터리 팩의 방전 용량의 셀 간 전압 불균형과 4S1P 배터리 팩의 EV cycle의 셀 간 전압 불균형 중 선형적인 데이터인 방전 용량의 셀 간 불균형 데이터의 추정 성능이 더 뛰어난 것을 검증하는데 기여한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권2호
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• pp.398-410
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• 2017

This work presents the design of a dual extended Kalman filter (EKF) as a state/parameter estimator suitable for adaptive state-of-charge (SoC) estimation of an automotive lithium-iron-phosphate ($LiFePO_4$) cell. The design of both estimators is based on an experimentally identified, lumped-parameter equivalent battery electrical circuit model. In the proposed estimation scheme, the parameter estimator has been used to adapt the SoC EKF-based estimator, which may be sensitive to nonlinear map errors of battery parameters. A suitable weighting scheme has also been proposed to achieve a smooth transition between the parameter estimator-based adaptation and internal model within the SoC estimator. The effectiveness of the proposed SoC and parameter estimators, as well as the combined dual estimator, has been verified through computer simulations on the developed battery model subject to New European Driving Cycle (NEDC) related operating regimes.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.570-572
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• 1999

An equivalent circuit model of vehicle charging-discharging system for simulation is developed. The vehicle electric power system consists of alternator and battery. The alternator must have adequate capacity for providing electric energy to all loads, and the battery supports the alternator by offering insufficient energy when the alternator output energy is not enough. The alternator model is simplified for the use of characteristic curve, which was provided by its manufacturer, and the battery model is separated in charging mode and discharging mode because of its complex characteristics. Developed circuit model is validated by comparing the simulation data and real experimental data.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.211-216
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• 2012

이 논문은 배터리의 위치 변화에 따라 발생되는 OLEV의 처짐 개선을 위한 배터리 지지구조물의 설계에 대한 것이다. 배터리의 위치 변화에 따른 OLEV의 동강성을 유한요소해석을 통해 분석하였고, 동강성이 가장 높은 위치를 찾았다. 배터리 하중에 의한 최대 처짐을 정적 해석을 통해 분석하였다. 발생된 처짐을 줄이기 위해서 기본 프레임 부재별 기여도와 보강재 사용 시 보강재의 위치에 따른 기여도에 대한 평가를 수행하였고, 기여도가 높은 기본 프레임과 보강 프레임을 사용한 개선 모델을 선정하였다. 개선 모델을 사용하여 정적 해석을 수행하였고, 기본 모델과의 결과를 비교하였다. 기여도 평가를 통한 개선 및 보강으로 처짐을 목표치 이하가 되도록 하였고, 이 때 개선 모델의 질량이 기본 모델 보다 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권5호
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• pp.1063-1069
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• 2016

• 스마트미디어저널
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• 제9권1호
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• pp.84-91
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• 2020

신재생 에너지를 활용이 높아지면서 에너지저장시스템의 활용과 효율성에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 태양광 에너지저장시스템을 구성하는 서브시스템에서 이상 징후 발생에 능동적으로 대처할 수 있는 운영이 요구된다. 본 논문은 태양광 발전량 데이터를 표본으로 하여 예측 발전량을 추정하여 에너지 관리하는 방안을 제안한다. 실시간으로 예측된 배터리 충전 전력과 배터리 랙 총 충전 전력을 비교하여 충전 전력을 조절하는 모형을 적용한다. 그 결과로 배터리의 발열 억제 및 충방전율을 유지시켜 에너지저장시스템의 에너지 저장을 안정적으로 높일 수 있다.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권1호
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• pp.238-248
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• 2016

The state-of-charge (SOC) and state-of-health (SOH) estimation of batteries play important roles in managing batteries for automotive applications. However, an accurate state estimation of a battery is difficult to achieve because of certain factors, such as measurement noise, highly nonlinear characteristics, strong hysteresis phenomenon, and diffusion effect of batteries. In certain vehicular applications, such as idle stop-start systems (ISSs), significant errors in SOC/SOH estimation may lead to a failure in restarting a combustion engine after the shut-off period of the engine when the vehicle is at rest, such as at a traffic light. In this paper, a dual extended Kalman filter algorithm with a dynamic equivalent circuit model of a lead-acid battery is proposed to deal with this problem. The proposed algorithm adopts a battery model by taking into account the hysteresis phenomenon, diffusion effect, and parameter variations for accurate state estimations of the battery. The validity of the proposed algorithm is verified through experiments by using an absorbed glass mat valve-regulated lead-acid battery and a battery sensor cable for commercial ISS vehicles.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.155-162
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• 2019

The energy management technology for an independent fuel cell-battery hybrid system is developed for a household usage. To develop an efficient energy management technology, a simulation model is first developed. After the model is verified with experimental results, three energy management schemes are developed. Three control techniques are a fuzzy logic control (FLC), a state machine control (SMC), and a hybrid method of FLC and SMC. As the fuel cell-battery hybrid system is used for a house, battery state of charge (SOC) regulation is the most important factor for an energy management because SOC should be kept constant every day for continuous usage. Three management schemes are compared to see SOC, power split, and fuel cell power variations effects. Experimental results are also presented and the most favorable strategy is the state machine combined fuzzy control method.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.385-391
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• 2023

최근 탄소배출을 최소화하기 위해 전기자동차의 사용이 증가함에 따라 핵심 부품인 리튬이온 배터리의 상태 및 성능 분석의 중요성이 대두되고 있다. 따라서 배터리의 상태 및 성능에 영향을 줄 수 있는 배터리의 전압, 전류 및 온도뿐만 아니라 전기 자동차의 운행 데이터 및 충전 패턴 데이터를 활용한 종합적인 분석이 필요하다. 따라서 전기적 이동 수단에서 수집되는 배터리 데이터 수집 및 데이터 전처리, 단순 배터리 데이터에 추가적인 운전자 운전 습관에 대한 데이터 수집 및 전처리, 분석된 영향인자를 기반으로 인공지능 알고리즘 세부 설계 및 수정, 해당 알고리즘을 기반으로 하는 배터리 분석 및 평가 모델 설계하였다. 본 논문에서는 실시간 전기버스를 대상으로 운행 데이터와 배터리 데이터를 수집하여 Random Forest 알고리즘 활용하여 학습시킨 후, XAI 알고리즘을 통해 배터리 상태 중요 영향인자로 배터리의 상태, 운행 및 충전 패턴 데이터 등을 종합적으로 고려하여 운행 패턴에서 급가속, 급 감속, 급정지와 충 방전 패턴에서 일 주행횟수, 일일 누적 DOD와 셀 방전에서 셀 전압 차 , 셀 최대온도, 셀 최소온도의 요소가 배터리 상태에 많은 영향을 미치는 인자로 확인되었으며, Random Forest 알고리즘 기반으로 배터리 분석 및 평가 모델을 설계하고 평가하였다.

• 전기학회논문지
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• 제66권12호
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• pp.1889-1894
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• 2017

Global automobile manufacturers are developing electric vehicles (EVs) to eliminate the pollutant emissions from internal combustion vehicles and to minimize fossil fuel consumptions for the future generations. However, EVs have a disadvantage of shorter traveling distance than that of conventional vehicles. To answer this shortfall, more batteries are installed in the EV to satisfy the consumer expectation for the driving range. However, as the energy capacity of the battery mounted in the EV increases, the amount of heat generated by each cell also increases. Naturally, a better battery thermal management system (BTMS) is required to control the temperature of the cells efficiently because the appropriate thermal environment of the cells greatly affects the power output from the battery pack. Typically, the BTMS is divided into an active and a passive system depending on the energy usage of the thermal management system. Heat exchange materials usually include gas and liquid, semiconductor devices and phase change material (PCM). In this study, an application of PCM for a BTMS was investigated to maintain an optimal battery operating temperature range by utilizing characteristics of a PCM, which can accumulate large amounts of latent heat. The system was modeled using Dymola from Dassault Systems, a multi-physics simulation tool. In order to compare the relative performance, the BTMS with the PCM and without the PCM were modeled and the same battery charge/discharge scenarios were simulated. Number of analysis were conducted to compare the battery cooling performance between the model with the aluminum case and PCM and the model with the aluminum case only.