• 제목/요약/키워드: Cell battery

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안정적인 태양광발전시스템의 설계를 위한 태양전지와 배터리 용량산정 방안 (Calculation of capacity of solar cell and battery for stable solar system design)

  • 이미영;이준하;이흥주;이우희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제6권5호
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    • pp.396-400
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    • 2005
  • 소규모 독립형 태양광발전시스템의 안정적인 설계를 위해서는 태양전지와 배터리 용량이 매우 중요한 요소이다. 태양전지 및 배터리의 용량산정이 잘못되면 시스템의 동작이 불안정해지고 잦은 고장의 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 안정적인 태양광발전시스템의 설계를 위해 부하특성을 고려한 태양전지와 배터리 용량산정 방안을 제시하였다.

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전기 자동차 가상 플랫폼용 배터리 모델 개발 및 검증 (Development of a Battery Model for Electric Vehicle Virtual Platform)

  • 김선우;조종민;한재영;김성수;차한주;유상석
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.486-493
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    • 2015
  • In this paper, a battery model for electric vehicle virtual platform was developed. A battery model consisted of a battery cell model and battery thermal management system. A battery cell model was developed based on Randles equivalent circuit model. Circuit parameters in the form of 3D map data was obtained by charge-discharge experiment of Li-Polymer battery in various temperature condition. The developed battery cell model was experimentally verified by comparing voltages. Thermal management system model was also developed using heat generator, heat transfer and convection model, and cooling fan. For verification of the developed battery model in vehicle level, the integrated battery model was applied in to EV(electric vehicle) virtual platform, and virtual driving simulation using UDDS velocity profile was conducted. The accuracy of the developed battery model has been verified by comparing the simulation results from EV platform with the experimental data.

하이브리드 철도차량 시스템의 전기-열 모델 기반 리튬이온 배터리 온도 추정 방안 (Electro-Thermal Model Based-Temperature Estimation Method of Lithium-Ion Battery for Fuel-Cell and Battery Hybrid Railroad Propulsion System)

  • 박성윤;김재영;김종훈;류준형;조인호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.357-363
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    • 2021
  • Eco-friendly hybrid railroad propulsion system with fuel-cell and battery was suggested to reduce carbon dioxide gas and replace retired diesel railroads. Lithium-ion battery with high energy/power density and long lifetime is selected as the energy source at the battery side due to its excellent performance. However, the performance of lithium-ion batteries was affected by temperature, current rate, and operating condition. Temperature is known to be the most influential factor in changing battery parameters. In addition, appropriate thermal management is required to ensure the safe and effective operation of lithium-ion battery. Electro-thermal coupled model with varying parameter depends on temperature, and state-of-charge (SOC) is suggested to estimate battery temperature. The electric-thermal coupled model contains diffusion current using parameter identification by adaptive control algorithm when considering thermal diffusion effect. An experiment under forced convection was conducted using cylindrical cell and 18 parallel-connected battery module to demonstrate the method.

2차전지 셀(Cell) 간의 불균형 전압 발생에 대한 안전성 및 성능향상을 위한 셀 밸런싱(Cell Balancing) (Cell Balancing to Improve Safety and Performance against Unbalanced Voltage between Secondary Battery Cells)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.141-146
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    • 2024
  • 기존의 화석연료와 발전기를 통하여 에너지를 생산하고 즉시 소모하던 방식에서 에너지를 저장하고 효율적으로 생산하고 이용하기 위한 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)가 개발되었다[1]. 이러한 에너지저장장치에 현재까지 2차전지 리튬이온(Li-ion) 배터리를 가장 많이 사용하고 있다. 따라서 리튬이온 배터리의 성능, 수명, 안전성을 향상시키기 위하여 셀(Cell) 단위로 관리하는 BMS(Battery Management System)의 역할이 매우 중요하다[2]. 특히 BMS의 기능 중 셀 간의 불균형 전압을 균형적으로 맞추는 셀 밸런싱(Cell Balancing) 기법은 에너지저장장치에서 배터리의 최적화를 도모할 수 있다. 이러한 최적화를 통해 모든 셀이 동일한 전압과 용량을 유지하여 성능향상, 출력 안정성을 유지할 수 있다[3]. 따라서 본 논문에서는 셀 간의 불균형이 발생한 리튬이온 배터리를 충전할 때 BMS의 기능 중 하나인 셀 밸런싱 기법의 동작 특성에 대하여 살펴보고자 한다.

고출력/저온 방전을 위한 리튬전지와 슈퍼캐패시터 하이브리드 셀의 방전 거동 특성 연구 (Performance Characteristics of Li-ion Battery and Supercapacitor Hybrid Cell for High Power / Low Temperature Discharge)

  • 장우진;홍승철;홍정표;황태선;오준석;고성연;이가은;안균영;김현수;서종환;남재도
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.49-57
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    • 2013
  • In this study, we fabricated a parallelly connected Li-ion battery/supercapacitor hybrid cell to combine the advantageous characteristics of Li-ion battery and supercapacitor, high energy density and high power density, respectively, and investigated its discharging characteristics over a wide temperature range from -40 to $25^{\circ}C$. At the initial state of discharging of the hybrid cell, the power was mostly provided by the supercapacitor and then the portion of the Li-ion battery was gradually increased. By installing a switching system into the hybrid cell, which controls the discharging sequence of Li-ion battery and supercapacitor, the maximum power was improved by 40% compared with non switching system. In addition at low temperatures, the power and discharging time of the hybrid cell were significantly enhanced compared to a battery-alone system. The hybrid cell is expected to be applied in electric vehicles and small domestic appliances that require high power at initial discharging state.

다중전지 시스템에서 잔류 에너지의 재활용 방법 (A Scheme for Reuse of Residual Energy in a Multi-cell Battery System)

  • 윤웅진;백제인
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권6호
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    • pp.21-27
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    • 2009
  • 휴대형 전자정보기기의 사용이 보편화되면서 고성능 전지를 개발하는 노력이 활발하게 진행되고 있는 등, 휴대형 장치에 전력공급 시간을 증대시키는 것이 중요한 문제로 대두되었다. 전력공급 시간의 연장을 위한 또 하나의 실용적 방법은 다중전지를 병렬 연결하여 사용하는 것이다. 본 논문에서는 다중전지를 사용하되, 단순한 병렬 연결이 아니라 전지 내부의 잔류 에너지를 재활용하는 새로운 발상을 소개하고자 한다. 이 방식은 전지의 사용에 따라 출력 전압이 기준값 이하로 떨어진 후라 할지라도 일정한 길이의 휴지시간을 경과하고 나면 잔류 에너지에 의하여 전압이 다시 일부분 회복되는 실제적 현상을 이용하려는 것이다. 잔류 에너지를 재활용할 수 있는 구체적인 방법으로서 전지선택형 다중전지 결합 방식을 제안하였다. 제안한 방식에 대하여 전지 방전특성을 실험적으로 측정하였으며, 알카라인 일차전지 한 개당 진력공급 시간을 1~2시간 정도 더 연장시킬 수 있음을 확인하였다.

Optimal SOC Reference Based Active Cell Balancing on a Common Energy Bus of Battery

  • Bae, SunHo;Park, Jung-Wook;Lee, Soo Hyoung
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권1호
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    • pp.29-38
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    • 2017
  • This paper presents a study on the state-of-charge (SOC) reference based active cell balancing in real-time. The optimal references of SOC are determined by using the proposed active cell balancing system with the bidirectional DC/DC converters via the dual active bridge (DAB) type. Then, the energies between cells can be balanced by the power flow control of DAB based bidirectional DC/DC converters. That is, it provides the effective management of battery by transferring energy from the strong cell to the weak one until the cell voltages are equalized to the same level and therefore improving the additional charging capacity of battery. In particular, the cell aging of battery and power loss caused from energy transfer are considered. The performances of proposed active cell balancing system are evaluated by an electromagnetic transient program (EMTP) simulation. Then, the experimental prototype is implemented in hardware to verify the usefulness of proposed system.

전기자동차 배터리 시스템 개발을 위한 전산설계기술 (Computational Design of Battery System for Automotive Applications)

  • 정승훈
    • 융복합기술연구소 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.37-40
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    • 2020
  • Automotive battery system consists of various components such as battery cells, mechanical structures, cooling system, and control system. Recently, various computational technologies are required to develop an automotive battery system. Physics-based cell modeling is used for designing a new battery cell by conducting optimization of material selection and composition in electrodes. Structural analysis plays an important role in designing a protective system of battery system from mechanical shock and vibration. Thermal modeling is used in development of thermal management system to maintain the temperature of battery cells in safe range. Finally, vehicle simulation is conducted to validate the performance of electric vehicle with the developed battery system.

Experiment and Electro-Thermo-Chemical Modeling on Rapid Resistive Discharge of Large-Capacity Lithium Ion Battery

  • Doh, Chil-Hoon;Ha, Yoon-Cheol;Eom, Seung-Wook;Yu, Jihyun;Choe, Seon-Hwa;Kim, Seog-Whan;Choi, Jae-Won
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권3호
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    • pp.323-338
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    • 2022
  • Heat generation and temperature of a battery is usually presented by an equation of current. This means that we need to adopt time domain calculation to obtain thermal characteristics of the battery. To avoid the complicated calculations using time domain, 'state of charge (SOC)' can be used as an independent variable. A SOC based calculation method is elucidated through the comparison between the calculated results and experimental results together. Experiments are carried for rapid resistive discharge of a large-capacitive lithium secondary battery to evaluate variations of cell potential, current and temperature. Calculations are performed based on open-circuit cell potential (SOC,T), internal resistance (SOC,T) and entropy (SOC) with specific heat capacity.

2-4 cell 리튬이온 멀티 배터리 보호회로 Analog Front End(AFE) IC 설계 (Design of 2-4 Cell Li-ion Multi Battery Protection Analog Front End(AFE) IC)

  • 김선준;김준식;박시홍
    • 전기전자학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.324-329
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    • 2011
  • 휴대 기기가 고기능화, 다기능화 됨에 따라 다양한 멀티미디어 기능이 요구되면서 배터리를 보다 장시간 이용하면서 더 높은 전력과 에너지가 요구되고 있다. 이에 따라 여러 개의 리튬이온 cell을 연결한 배터리팩이 많이 사용되고 있다. 2개 이상의 cell로 구성된 리튬이온 배터리를 안전하게 사용하기 위해서는 과전압 및 과전류, 고온으로 부터 보호해야 됨은 물론, 수명을 연장하기 위해서 각 cell의 전압을 같게 유지시켜주는 balancing 기능이 반드시 요구된다. 본 논문에서 제안한 IC는 모바일 기기뿐만 아니라 E-bike, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 분야에도 적용 가능할 것으로 예상되며, 국내 PMIC 발전에 기여할 것으로 기대된다.