• Smart Structures and Systems
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• 제14권2호
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• pp.247-266
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• 2014

Conventional cantilevered piezoelectric energy harvesters (PEHs) are usually fabricated with continuous electrode configuration (CEC), which suffers from the electrical cancellation at higher vibration modes. Though previous research pointed out that the segmented electrode configuration (SEC) can address this issue, a comprehensive evaluation of the PEH with SEC has yet been reported. With the consideration of delivering power to a common load, the AC outputs from all segmented electrode pairs should be rectified to DC outputs separately. In such case, theoretical formulation for power estimation becomes challenging. This paper proposes a method based on equivalent circuit model (ECM) and circuit simulation to evaluate the performance of the PEH with SEC. First, the parameters of the multi-mode ECM are identified from theoretical analysis. The ECM is then established in SPICE software and validated by the theoretical model and finite element method (FEM) with resistive loads. Subsequently, the optimal performances with SEC and CEC are compared considering the practical DC interface circuit. A comprehensive evaluation of the advantageous performance with SEC is provided for the first time. The results demonstrate the feasibility of using SEC as a simple and effective means to improve the performance of a cantilevered PEH at a higher mode.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.99-100
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• 2015

본 논문은 Hybrid Electric Vehicle용 리튬이온배터리의 ECM (Equivalent Circuit Model) 선정 방법을 제안한다. 전기 회로를 구성하는 성분들의 특징을 분석하고, 그 결과와 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) 장비의 측정 결과를 참고하여 배터리를 모델링한다. 다양한 종류의 배터리에 이 방법을 적용하여 각 배터리에 적합한 ECM을 선정하고, 그 임피던스를 EIS 측정 결과에 비교하여 타당성을 검증한다. 또한, 기존에 제시된 ECM과 비교하여 정확도 개선을 평가한다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제51권8호
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• pp.413-424
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• 2002

Recently, in the linear motion system, high performances are required In dynamic characteristics. Vector control method is capable of instantaneous thrust control can meet these high performance requirements. Linear induction motor(LIM) have static and dynamic end effects due to its finite core length, so that per-phase impedances are asymmetric and an air gap flux distribution is distorted. These points of the d-q axis equivalent circuit model considering both end effects is more complicated. This paper proposes the d-q axis equivalent circuit and the vector control method considering both static and dynamic end effects of the LIM. As a result, it is shown that the results of the equivalent circuit method(ECM) have a good agreement with those of the finite element method(FEM).

• 전력전자학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.365-371
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• 2019

This study shows the feasibility of the parameter of the 1st RC parallel equivalent circuit as a factor of the heat generation of lithium-ion cell. The internal resistance of a lithium-ion cell consists of ohmic and polarization resistances. The internal resistances at various SOCs of the lithium-ion cell are obtained via an electrical characteristic test. The internal resistance is inversely obtained through the amount of heat generated during the experiment. By comparing the resistances obtained using the two methods, the summation of ohmic and polarization resistances is identified as the heating factor of lithium-ion battery. Finally, the amounts of heat generated from the 2C, 3C, and 4C-rate discharge experiments and the COMSOL multiphysics simulation using the summation of ohmic and polarization resistances as the heating parameter are compared. The comparison shows the feasibility of the electrical parameters of the 1st RC parallel equivalent circuit as the heating factor.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권3호
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• pp.169-181
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• 2016

This work presents a new method for enhancing the performance of a dual band Planer Inverted-F Antenna (PIFA) and its lumped equivalent circuit formulation. The performance of a PIFA in terms of return loss, bandwidth, gain, and efficiency is improved with the addition of the proposed open stub in the radiating element of the PIFA without disturbing the operating resonance frequencies of the antenna. In specific cases, various simulated and fabricated PIFA models illustrate that the return loss, bandwidth, gain, and efficiency values of antennas with longer optimum open stub lengths can be enhanced up to 4.6 dB, 17%, 1.8 dBi, and 12.4% respectively, when compared with models that do not have open stubs. The proposed open stub is small and does not interfere with the surrounding active modules; therefore, this method is extremely attractive from a practical implementation point of view. The second presented work is a simple procedure for the development of a lumped equivalent circuit model of a dual band PIFA using the rational approximation of its frequency domain response. In this method, the PIFA's measured frequency response is approximated to a rational function using a vector fitting technique and then electrical circuit parameters are extracted from it. The measured results show good agreement with the electrical circuit results. A correlation study between circuit elements and physical open stub lengths in various antenna models is also discussed in detail; this information could be useful for the enhancement of the performance of a PIFA as well as for its systematic design. The computed radiated power obtained using the electrical model is in agreement with the radiated power results obtained through the full wave electromagnetic simulations of the antenna models. The presented approach offers the advantage of saving computation time for full wave EM simulations. In addition, the electrical circuit depicting almost perfect characteristics for return loss and radiated power can be shared with antenna users without sharing the actual antenna structure in cases involving confidentiality limitations.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.363-370
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• 2022

본 논문에서는 전기자동차용 배터리 충/방전 상태 추정의 정확도를 개선하기 위해 칼만 필터(Kalman Filter, KF) 알고리즘과 등가회로모델(Equivalent Circuit Model)을 활용한 State Of Charge (SOC) 추정 방법을 적용하였다. 특히 노화된 배터리 용량을 함께 추정 가능한 관측기(observer)를 설계하였다. 우선 노화가 없는 경우, 칼만 필터를 이용하여 SOC를 단일 추정하면, 관측기 없이 모델로 계산된 경우와 비교하여 평균 절대 오차율이 1.43%(관측기 미사용)에서 0.27%(관측기 사용)로 감소하였다. 차량 주행상태에서는 전류가 고정되지 않아 SOC와 배터리 용량을 모두 추정하는 것에 일반적인 KF 혹은 Extended KF 알고리즘을 이용할 수 없다. 배터리 노화에 의한 용량 변화는 단시간에 일어나지는 않다는 점에 착안하여, 충전 시 배터리 용량 추정을 주기적으로 실시하는 전략을 제시하였다. 충전 모드에서는 일정 구간마다 전류가 고정되기에, 해당 상황에서 배터리 노화 용량을 SOC와 함께 추정 전략을 제시하였다. 전류가 고정된 상태에서 SOC 추정의 평균 절대 오차율은 0.54% 였으며, 용량 추정의 평균 절대 오차율은 2.24%로 나타났다. 충전상태에서 전류가 고정됨으로 일반적인 EKF를 활용하여 배터리 용량과 SOC 동시 추정이 가능하도록 하였다. 이를 통하여 배터리 충전 시 주기적인 배터리 용량 보정을 수행할 수 있다. 그리고, 방전 시에는 해당 용량으로 고정한 채 SOC를 추정하는, 배터리 관리 시스템에서 활용 가능한 추정 알고리즘을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.15-23
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• 2017

본 논문에서는 전기자동차용 배터리의 충방전 상태를 정확하게 추정하고 안정적으로 평가하기 위하여, 비선형성을 가지는 배터리의 출력특성을 단계마다 선형화시켜 상태를 평가하고, 실시간 구현 및 모델의 오차보정과 노이즈에 강인한 특성을 가지고 있는 확장칼만필터 알고리즘을 이용한 SOC 추정 방법을 제안한다. 확장칼만필터를 적용하기 위해 배터리를 1차 Thevenin 모델로 나타내고, SOC 추정을 위한 배터리 성능평가 시뮬레이터를 구현하여, 실험을 통해 확장칼만필터에 적용될 파라미터를 도출한다. 본 논문에 적용된 SOC 상태추정 전략에서는 기존 선행 연구들과 다르게 배터리에 명시되어 있는 정격용량을 최대 충전가능용량으로 대체함으로써, 배터리의 노화에 상관없이 언제나 0%~100%의 SOC를 가질 수 있도록 변경된 수법을 제안한다. 이를 통해, 고정밀 CT를 사용한 Ah counting에 의한 SOC 추정을 기준으로 하여 본 논문에서는 배터리의 비선형 구간에서도 오차를 줄일 수 있는 확장칼만필터 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 배터리 전 SOC 영역에서 추정오차를 5% 미만으로 줄일 수 있음을 확인한다.