• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.345-346
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• 2014

본 논문에서는 배터리팩의 안전한 충방전 관리를 위해 배터리팩의 전류 제한 지표인 state-of-power (SOP)를 구하는 알고리즘을 제안한다. 직렬 연결된 배터리 팩의 SOP를 구하기 위해서는 각 셀의 배터리 파라미터 추정 과정이 필수적이다. 이를 구현하기 위해 듀얼 확장 칼만 필터 (DEKF)를 사용하였으며 효율적인 운용을 위해 DEKF의 사용량을 줄이는 방안을 제시한다. 실험을 통해 배터리 파라미터 추정 결과를 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.192-194
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• 2019

본 논문에서는 배터리 팩의 모든 셀들이 안전한 전압 범위 내에서 동작하도록 하여 배터리 팩의 가용 에너지를 증가시키기 위한 최대 전류 추정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 셀의 최저 용량, 최대 저항, 단자 전압 정보를 이용하여 모든 셀이 전압 범위를 벗어나지 않는 최대 전류를 추정한 뒤, 순시 정격 전류 인가 시 전압 강하량을 예측하여 특정 셀들만 스크리닝함으로써 정확도를 개선한다. 알고리즘의 유효성을 검증하기 위하여 전기자동차용 배터리 팩 및 주행 전류 프로파일 기반의 시뮬레이션 및 실험을 진행한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.420-421
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• 2019

리튬 이온 배터리는 전압, 전류, 온도 등의 측정 정보를 기반으로 용량, 수명 등 배터리의 상태를 추정해야 하며 이를 위해 다양한 방법들이 활용되고 있다. 이러한 추정 정보들은 결국 배터리 관리 시스템에서 수행하는 핵심 기능이며 효율적이고 안전한 제어를 수행하기 위해 필수적인 정보이다. 본 연구에서는 배터리 팩의 실험 데이터를 이용하여 근사 모델을 개발하고 이를 이용하여 배터리 팩의 용량을 추정하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 기존 수학적 모델 기반의 알고리즘을 활용하는 방법과 통계적인 기법을 활용하는 방법으로 구현하는 것과 달리, 충분한 데이터 확보가 가능한 경우, 데이터를 표현하는 근사 모델을 생성하고 이에 대한 활용 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.125-126
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• 2018

본 논문에서는 원통형 NCA 리튬이온 배터리로 제작된 고출력 직렬조합 배터리팩으로 C-rate에 따른 전기적 특성 실험을 수행하였다. 방전 용량 프로파일 실험을 통해 배터리팩의 충/방전 C-rate가 배터리팩의 내부 파라미터에 어떠한 영향을 주는지 비교 분석한다. 실험을 통해 방전 용량과 전압 편차 파라미터를 측정한다. 전압 편차 그래프는 만방 구간과 만방 이후 휴지 구간의 셀 간 전압 편차를 중심으로 관찰하며 두 구간의 전압 편차를 비교한다. 3가지 파라미터를 비교하여 가장 효율적인 C-rate를 알아보았다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.215-217
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• 2020

본 논문은 배터리 팩 내부 셀 파라미터의 불균일도에 대한 분석을 실시하고 이를 기반으로 과방전을 사전에 진단할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해서 배터리 팩 내부 셀간 편차가 발생하는 셀을 선정하여 두 셀간 특성 분석을 실시하였으며, 이를 기준으로 예측 모델을 구성하였다. 예측 성능을 통해 배터리 전압 예측 성능에 영향을 미치는 인자를 분석하였으며, 배터리 전기적 등가회로 모델을 기반으로 예측 모델을 제안한다. 예측 모델은 실제 과방전이 발생한 셀을 기준으로 실험데이터와 비교하여 예측 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.49-51
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• 2020

본 논문에서는 전기자동차 급속 충전 시 배터리 팩의 온도 모사를 위한 열 모델링 기법을 제안한다. 배터리 등가 회로 모델을 기반으로 배터리 팩 내부 발열량을 계산하고, 배터리 열 모델 구성을 위한 파라미터 추출 실험 방안을 제안하다. 또한, 전기자동차 방열 시스템의 영향 등으로 인한 발열량 변화를 실시간으로 보정하여 온도 모사 정확도를 개선한다. 열 모델링 기법의 유효성 검증을 위하여 전기자동차용 배터리 팩 기반의 시뮬레이션 및 실험을 진행한다.

• Journal of Power Electronics
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• v.11 no.4
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• pp.408-417
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• 2011

The plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) are specialized hybrid electric vehicles that have the potential to obtain enough energy for average daily commuting from batteries. The PHEV battery would be recharged from the power grid at home or at work and would thus allow for a reduction in the overall fuel consumption. This paper proposes an integrated power electronics interface for PHEVs, which consists of a novel Eight-Switch Inverter (ESI) and an interleaved DC/DC converter, in order to reduce the cost, the mass and the size of the power electronics unit (PEU) with high performance at any operating mode. In the proposed configuration, a novel Eight-Switch Inverter (ESI) is able to function as a bidirectional single-phase AC/DC battery charger/ vehicle to grid (V2G) and to transfer electrical energy between the DC-link (connected to the battery) and the electric traction system as DC/AC inverter. In addition, a bidirectional-interleaved DC/DC converter with dual-loop controller is proposed for interfacing the ESI to a low-voltage battery pack in order to minimize the ripple of the battery current and to improve the efficiency of the DC system with lower inductor size. To validate the performance of the proposed configuration, the indirect field-oriented control (IFOC) based on particle swarm optimization (PSO) is proposed to optimize the efficiency of the AC drive system in PHEVs. The maximum efficiency of the motor is obtained by the evaluation of optimal rotor flux at any operating point, where the PSO is applied to evaluate the optimal flux. Moreover, an improved AC/DC controller based Proportional-Resonant Control (PRC) is proposed in order to reduce the THD of the input current in charger/V2G modes. The proposed configuration is analyzed and its performance is validated using simulated results obtained in MATLAB/ SIMULINK. Furthermore, it is experimentally validated with results obtained from the prototypes that have been developed and built in the laboratory based on TMS320F2808 DSP.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.6
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• pp.2484-2490
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• 2012

This study reports on the development and performance verification of cell simulation boards of simulator and the embedded program for board control of the battery management system (BMS) of electric vehicle (EV) cars, which manages the next-generation automotive lithium-ion battery pack. Here, we have improved the speed of the simulator by using operational (OP) amplifier and transistors that were connected in series. In addition, using a digital analog converter (DAC) in each channel, we have improved the performance by channel-to-channel isolation (isolation) as compared to the traditional methods. Furthermore, by constructing a current-limiting protection circuit, one can be protected from disturbance and, by utilizing a precision shunt resistor for the current sensor, we have increased the precision of the current control. In order to verify the performance of the developed simulator, we have performed the experiment 10 times, with values ranging from 0.5 V to 5 V, and a voltage drop step of 0.5 V. Significance analysis of experimental data, and repeatability tests were performed, showing an average standard deviation of 0.001~0.004 V, indicating high repeatability and high statistical significance of the current method and system.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.15 no.3
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• pp.115-123
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• 2012

As the market of lithium secondary batteries moves from mobile IT devices to large-format electric vehicles or energy storage systems, the strengthened battery specifications such as long-term reliability longer than 10 years, pack-level safety and tough competitive price have been required. Moreover, even though high power properties should also be achieved for hybrid electric vehicles, it is not easy to measure accurate power values at various conditions. Because it is difficult to choose a proper measurement method and its experimental condition is more complex comparing to capacity measurement. In addition, the power values are very sensitive to power duration time, state-of-charge (SOC) of cells, cut-off voltages, and temperatures, whereas capacity values are not. In this paper, we introduce three kinds of power measurement methods, hybrid pulse power characterization (HPPC) suggested by US FreedomCar, so-called J-pulse by Japan electric vehicle association standards (JEVS) and constant power measurement, respectively. Moreover, with pouch-type unit cells for HEV, experimental power data are discussed in order to compare each power measurement.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.16 no.5
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• pp.494-502
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• 2011

Bimodal tram is designed to run on a dedicated path in automatic mode using a magnetic track system in order to realize a combination of the accessibility of a bus and the constant regularity of a railroad. This paper presents design and test results of the series hybrid propulsion system of the bimodal tram on both test track and public road, which uses CNG (Compressed Natural Gas) engine and Lithium polymer battery pack. This paper describes the real-time data measuring equipment for the series hybrid propulsion system of the bimodal tram. Using this measurement equipment, the performance of the prototype vehicle's driving on test track and public road was verified and the fuel consumption and the efficiency of CNG engine have been investigated.