• 전력전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.171-180
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• 2020

This paper presents the implementation and control methods of a battery simulator. The proposed battery simulator can emulate the dynamic characteristics of any actual battery using the second RC ladder model of the equivalent circuit. Moreover, it can emulate the variation of impedance, which is the result of the change of battery characteristics due to the aging effect. The parameters of the battery simulator can be derived from the sequence of tests of the actual battery or only from the data supplied by the battery manufacturer. Proposed methods for the battery simulator are tested by extensive experiments. Test results show that the proposed battery simulator can emulate not only the dynamic characteristics but also the aging effects of the actual battery in real time.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.213-218
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• 2013

In this research, we report on the development of simulation system for performance verification of BMS(Battery Management System) which is utilized in electric vehicles. In the industrial circles, a manufacturer of BMS typically tests their system with real battery packs. However, it takes a long time to test all functions of BMS. Here, we develop BMU(Battery Managament Unit) as an embedded board, which will be installed in electric vehicle for controlling battery packs. All other environment factors for testing BMU are developed in softwares in order to reduce the term of test. Especially, the proposed system consists of cell simulator and CMU(Cell Management Unit) simulator which simulate real battery cells and control battery cells. These simulators enable the BMU to test more battery cells. In addition, proposed system provides diagnosis program in order to diagnose and monitor the condition of BMS which makes the test of BMS more easily. In order to verify the performance of the developed simulator, we have performed the experiment with real battery packs and our simulator. Through comparing two results of experiments, we verify that developed simulator shows better performance in terms of less amount of testing duration though having high reliability.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.465-466
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• 2013

In this paper, we propose a dynamic battery equivalent modeling of lithium-ion batteries that can be applied to the battery simulator. In order to apply battery model to battery simulator, the profile of battery model should be equal to that of actual battery. Therefore, the equivalent model was selected by considering the transient and steady-state characteristics of lithium-ion batteries. Also, to obtain transient-state behavior of the battery, the RC values of the battery are selected through the lithium-ion battery charge/discharge experiments. The validity of proposed battery model is verified from the experimental results.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.160-167
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• 2016

An energy storage system (ESS) is applied to increase the energy efficiency of large plants or buildings that consume much energy, to improve the power quality of power systems, and to stabilize renewable energy source such as photovoltaic or wind turbine. The ESS is composed of a power conditioning system (PCS) and an energy storage. The battery is used as the energy storage. The battery is needed to design and verify a hardware and control system of PCS. Usually, a battery simulator is used instead of a battery, which is costly and hard to manage. In this paper, the development of the battery simulator for performance verification of the MW-class PCS is described. The battery simulator simulates the charging and discharging characteristics of batteries to design and verify the hardware and control system of PCS.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.491-498
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• 2020

Recently, In the production line of batteries, charge and discharge tests are essential to verify battery characteristics. In this case, the battery charging uses a unidirectional AC/DC converter capable of output voltage and current control, and the discharge uses a resistive load. Since this method consumes energy during discharge, it must be replaced with a bi-directional AC/DC converter system capable of charging and discharging. Although it is difficult to replace the connected inverter part of the bi-directional AC/DC converter system due to the high cost, the spread of the solar-connected inverter rapidly increases as the current solar supply business is activated, and thereby the solar-connected type Inverter prices are plunging. If it can be used as a power converter for battery discharge without program modification of the solar-powered inverter, it will have competition. In this paper, propose a new battery discharge system using a combination of a photovoltaic DC/DC simulator and photovoltaic PCS using a battery to be used as a power converter for battery discharge without program modification of a low-cost photovoltaic inverter. In addition, propose an optimal solar characteristic curve for the stable operation of PCS. The validity of the proposed system was verified using a 500[W] class solar DC/DC simulator and a solar PCS prototype.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권11호
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• pp.419-426
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• 2014

최근 스마트 모바일 기기에서의 고성능화 추세는 더 많은 소비 전력을 요구하게 되어 배터리 사용 시간의 감소로 이어지고 있다. 이에 배터리 관리의 중요성과 그 연구에 필요한 정확한 배터리 모델링 방법이 중요해지고 있다. 배터리 모델은 크게 수학적 모델, 전기화학적 모델, 전기적 모델로 구분된다. 그중 전기적 모델에서 전기적 소자를 사용한 테브닌 등가회로와 SOC의 비선형 함수 모델을 사용하는 것이 일반적이나, 온도나 사용연한에 따른 특성 변화, 전기적 소자로 표현할 수 없는 비정형적 저항성분 등의 존재로 OCV 결과 출력의 정확성에 한계가 존재한다. 본 논문에서는 기존의 모델의 정확성을 향상시키기 위하여 배터리의 SOC 특성을 나타내는 수학적 함수 모델을 개선하고 온도, 수명, 그리고 전기적 특성의 비선형성을 포함하는 새로운 배터리 모델을 제안한다. 또한 제안한 모델을 구현한 시뮬레이터를 사용하여 정적 전류 상태와 동적 전류 상태에서의 배터리의 방전 결과를 예측한 결과, 기존 방법 대비 실측값과의 MSE가 개선된 결과를 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.127-132
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• 2024

최근 이차전지는 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히 소형 및 경량의 특성으로 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 다양한 휴대용 전자기기에서 높은 에너지 밀도와 충·방전 효율을 토대로 전기자동차와 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)의 핵심 부품으로 사용되고 있다. 하지만 이차전지의 과도한 충·방전에 따른 수명감소, 파열, 손상, 화재 등의 문제점이 발생하고 있다. 따라서 BMS(Battery Management System)를 통하여 과도한 충·방전을 보호하고 성능을 향상시킨다. 하지만 실제 리튬이온 배터리를 사용하여 BMS의 차단 및 보호범위 설정하는 데 있어서 이차전지의 수명감소, 파열, 손상, 화재의 문제점이 따른다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 이차전지 중 사용이 높은 리튬이온 배터리와 납축전지의 충전 및 방전 특성을 살펴본다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제2권4호
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• pp.157-164
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• 2001

The vehicle electric power system, which consists of two major components: a generator and a battery, which have to provide numerous electrical and electronic systems with enough electrical energy. A detailed understanding of the characteristics of the electric power system, electrical load demands, and the driving environment such as road, season, and vehicle weight is required when the capacities of the generator and the battery are to be determined for a vehicle. An easy-to-use and inexpensive simulation program may be needed to avoid the over/under design problem of the electric power system. A vehicle electric power simulator is developed in this study. The simulator can be utilized to determine the optimal capacities of generators and batteries. To improve the expandability and easy usage of the simulation program, the program is organized in modular structures, and is run on a PC. Empirical electrical models of various generators and batteries, and the structure of the simulation program are presented. For executing the vehicle electric power simulator, data of engine speed profile and electric loads of a vehicle are required, and these data are obtained from real driving conditions. In order to improve the accuracy of the simulator, numerous driving data of a vehicle are logged and analyzed.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.53-54
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• 2017

본 논문에서는 스마트폰 배터리로 사용되는 리튬 이온 배터리에서 과충전, 과방전, 단락 등으로 인한 폭발 위험성을 막기 위해 사용되는 배터리 보호회로 모듈에 대한 정전기 방전 실험을 연구하였다. 실험 시료로 S사의 리튬이온 배터리를 사용하였고, 정전기 방전 인가를 위해 IEC 61000-4-2 표준에 호환되는 ESD Gun simulator를 사용하였다. 배터리 보호회로 모듈의 여러 핀에 2kV ~ 10kV에서는 2kV 단위로 증가시키고, 10kV ~ 30kV에서는 5kV단위로 증가시켜 접촉방전을 인가하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.133-138
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• 2024

리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도 빠른 충전조건 긴 사이클수명의 특성으로 여러 분야에서 사용되고 있다. 하지만 리튬이온 배터리는 과충전, 과방전, 물리적손상, 고온에서의 사용은 배터리 수명 감소와 보호회로 손상에 의한 화재 및 폭발에 의한 인명피해를 입힐 수 있다. 이러한 배터리의 위험성을 낮추며 배터리 성능을 향상시키기 위해서는 충전 및 방전 과정에서의 특성들을 분석하고 이해하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 리튬이온 배터리의 충전 및 방전 특성을 분석하여 과충전 과방전에 따른 배터리 수명 감소와 보호회로 손상에 의한 화재 및 폭발에 의한 인명피해를 줄이고자 한다.