• 전력전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.265-274
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• 2022

This paper proposes a machine learning-based screening algorithm to build the retired battery pack of the energy storage system. The proposed algorithm creates the dataset of various performance parameters of the retired battery, and this dataset is preprocessed through a principal component analysis to reduce the overfitting problem. The retried batteries with a large deviation are excluded in the dataset through a density-based spatial clustering of applications with noise, and the K-means clustering method is formulated to select the group of the retired batteries to satisfy the deviation requirement conditions. The performance of the proposed algorithm is verified based on NASA and Oxford datasets.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.15-21
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• 2021

전기동력을 기반으로 하는 전기추진비행기는 화석연료 사용에 따른 CO2 발생을 줄여서 지구온난화에 대응할 수 있고 에너지의 효율적 사용을 통해서 장기적으로 비행기의 운용비용을 줄일 수 있다. 이런 이유로, 미국과 유럽연합 등 선진 항공국가에서는 미래의 완전한 전기비행기 구현을 위한 혁신적 기술개발을 선도적으로 진행하고 있다. 현재, 국내에서는 기존 2인승 엔진 비행기를 전기추진비행기로 개조하는 연구개발이 진행 중에 있다. 개조대상 비행기는 KLA-100으로써 엔진 장착공간과 부조종사 공간을 활용하여 배터리 팩을 설치하고, 30분의 비행시험을 목표로 하고 있다. 해당 목표를 달성하기 위해서는 배터리 성능이 보장되어야 하는데, 개조 비행기에는 비출력 150Wh/kg, 중량 200kg 그리고 C-rate 3~4인 리튬-이온(Li-ion) 배터리가 설치된다. 본 논문에서는 설계된 배터리 팩이 장착된 전기추진비행기의 비행 가능성을 사전에 점검하고자 한다. 이를 위해 30분 비행 프로파일을 시동 및 활주단계, 이륙단계, 상승단계, 순항단계, 하강단계, 착륙 및 활주단계로 구분하고, 각 단계에서 요구되는 배터리 용량을 계산하여 최종 목표로 하고 있는 30분 비행 가능 여부를 평가하였다. 또한, 비행속도에 따른 비행 가능시간과 항속거리를 분석하여 전기추진비행기용 배터리 팩의 비행성능을 파악하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1-8
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• 2021

현재 자동차를 포함한 에너지 저장장치 제품에는 리튬 이온 배터리가 주로 사용되고 있으며, 이를 과충전하거나, 고온 상황에 방치하는 잘못된 배터리 관리 상황 발생시 폭발 등 위험한 상황에 노출될 수 있으며, 과방전 시 배터리 불능 상황을 야기한다. 이로 인해 배터리 상태를 관리해주는 시스템이 필요하며 배터리 관리 시스템은 배터리 상태를 정확하게 인지하고 각 셀의 전압을 일정하게 유지하여 최적의 배터리 효율을 얻는 데 목적이 있다. 본 논문에서는 일반적 리튬이온배터리에 비해 고안전성을 갖는 리튬인산철 배터리팩과 이를 관리하기 위해 Matlab Simulink 기반의 시뮬레이션을 사용하여 셀 특성을 확인할 수 있는 RC등가회로 모델을 이용한 분석방법을 제시하고, 저전력 및 상호통신간섭이 적은 블루투스 기반 BMS 모듈의 알고리즘을 개발하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.622-629
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• 2020

The performance and cost of electric vehicles (EVs) are much influenced by the performance and service life of the Li-ion battery system. In particular, the cell performance and reliability of Li-ion battery packs are highly dependent on their operating temperature. Therefore, a novel battery thermal management is crucial for Li-ion batteries owing to heat dissipation effects on their performance. Among various types of battery thermal management systems (BTMS'), the phase change material (PCM) based BTMS is considered to be a promising cooling system in terms of guaranteeing the performance and reliability of Li-ion batteries. This work is mainly concerned with the basic research on PCM based BTMS. In this paper, a basic experimental study on PCM based battery cooling system was performed. The main purpose of the present study is to present a comparison of two PCM-based cooling systems (n-Eicosane and n-Docosane) of the unit 18650 battery module. To this end, the simplified PCM-based Li-ion battery module with two 18650 batteries was designed and fabricated. The thermal behavior (such as temperature rise of the battery pack) with various discharge rates (c-rate) was mainly investigated and compared for two types of battery systems employing PCM-based cooling. It is considered that the results obtained from this study provide good fundamental data on screening the appropriate PCMs for future research on PCM based BTMS for EV applications.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제7권6호
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• pp.932-939
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• 2012

This paper presents an equivalent circuit model of a LIPB (Li-Ion Polymer battery) for Hybrid Electric Vehicles (HEVs). The proposed equivalent circuit can be used to predict the charging/discharging characteristics in time domain as well as the impedance characteristic analysis in frequency domain. Based on these features, a one-cell model is established as a function of Depth of Discharge (DoD), and a 48-cell model for a battery pack was also established. It was confirmed by experiment that the proposed model predict the discharging and impedance (AC) characteristics quite accurately at different constant current levels. To check the usefulness of the proposed circuit, the model was used to simulate a motor driving circuit with an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) inverter and Brushless DC (BLDC) motor, and it is confirmed that the model can calculate the battery voltage fluctuation in time domain at different DoDs.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.157-158
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• 2017

본 논문에서는 고출력 리튬이온 18650 셀(cell) 200개를 사용하여 고출력 어플리케이션의 운용 범위와 동적 특성을 적용한 스크리닝 방법을 제안하였다. 전기적 특성 실험 기반 배터리 용량과 OCV(open circuit voltage)의 요소를 고려한 16개의 내부 파라미터를 추출하고 표준편차 기반 가중치를 선정하였다. 선정된 가중치를 각각의 요소에 적용하여 단위 셀의 대표 값을 결정하고 셀 스크리닝을 수행하였다. 기존의 스크리닝 기법과 제안된 스크리닝 기법을 200개의 단위 셀에 적용하여 두 기법의 차이를 비교 분석하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.631-640
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• 2016

A dual-mode power management for a hybrid-electric UAV with a cruise power of 200W is proposed and empirically verified. The subject vehicle is a low-speed long-endurance UAV powered by a solar cell, a fuel cell, and a battery pack, which operate in the same voltage bounds. These power sources of different operational characteristics can be managed in two different methods: passive management and active management. This study proposes a new power management system named PMS2, which employs a bypass circuit to control the individual power sources. The PMS2 normally operates in active mode, and the bypass circuit converts the system into passive mode when necessary. The output characteristics of the hybrid system with the PMS2 are investigated under simulated failures in the power sources and the conversion of the power management methods. The investigation also provides quantitative comparisons of efficiencies of the system under the two distinct power management modes. In the case of the solar cell, the efficiency difference between the active and the passive management is shown to be 0.34% when the SOC of the battery is between 25-65%. However, if the SOC is out of this given range, i.e. when the SOC is at 90%, using active management displays an improved efficiency of 6.9%. In the case of the fuel cell, the efficiency of 55% is shown for both active and passive managements, indicating negligible differences.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권4호
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• pp.89-101
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• 2006

본 논문에서는 HAUSAT-2 전력계의 설계와 각 모드별로 에너지 평형 해석을 통한 전력계 설계의 타당성을 검증하였다. 태양전지판은 GaAs 셀을 사용하였고 디지털 방식의 최대 전력 추적기를 채택하였다. 배터리 팩은 4개의 Li-Ion 셀로 구성하였고 최대 전력 추적기와 배터리 충전 조절기로 배터리 충전 기능을 구현하였다. 전력 제어기는 DC-DC 변환기로 요구되는 전압을 출력하고 상용 IC 및 MOSFET으로 이루어진 전력 분배기가 서브시스템 및 탑재체에 전력을 분배시킨다. 전력생성 분석은 다양한 승교점 지방시(LTAN)를 가지는 궤도를 고려하여 수행하였으며, 이 중 HAUSAT-2의 임무 수행에 적합한 궤도를 선정하여 모드별 전력 사항을 반영하여 에너지 평형 해석(EBA)을 진행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.464-465
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• 2018

트램 및 전기자동차와 같은 운송 시스템에 들어가는 배터리팩은 지속적인 진동을 받게 되고 이러한 진동은 SOH(State of Health)를 감소시킨다. 뿐만 아니라 진동으로 인해 배터리팩 내부 셀들 간의 SOH가 불균일해지는 문제점이 있다. SOH의 불균형은 배터리의 수명을 단축시킨다. 본 논문에서는 각 셀 간의 SOH 균형을 위한 Thermal Balancing 기법을 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.176-177
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• 2016

본 논문에서는 효율적인 배터리 팩 설계를 위해 300개의 18650 리튬이온 셀의 전기적 특성을 비교분석하였고 통계적 분석을 기반으로 스크리닝 기법을 적용하였다. 300개의 고출력 원통형 18650 리튬이온 배터리 셀을 사용하여 전류적산법 기반 방전 용량(discharged capacity)과 HPPC(hybrid pulse power Characterization) test 기반 충전저항과 방전저항을 추출하였다. 추출한 파라미터를 바탕으로 통계적 분석을 수행하고 스크리닝 기법을 적용하였다. 스크리닝 기법을 적용한 셀과 랜덤으로 추출된 셀을 비교 및 분석하였다.