• 제목/요약/키워드: Hybrid battery

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리튬 이온 전지 팩의 열적 거동 모델링 (Modeling of the Thermal Behavior of a Lithium-Ion Battery Pack)

  • 이재신
    • 에너지공학
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    • 제20권1호
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • 전기자동차(Electric Vehicle, EV)와 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)의 성능과 수명주기 비용은 배터리 팩에 좌우된다. 팩 내부의 비정상적인 온도분포는 전지간의 전기적인 불균형을 가져오고 팩의 성능을 떨어뜨리기 때문에 팩 내부의 온도 균일성은 EV와 HEV용 전지 팩의 최적 성능을 위한 중요한 요소이다. 본 연구에서는 EV와 HEV용 리튬이온전지 팩의 열적 거동을 예측하기 위해 삼차원 전산 모사를 하였다. 전지 팩의 열전도도는 각종 구성요소의 열전도 저항이 직렬과 병렬로 연결되어 있는 것으로 간주하였다. 셀에서의 열 발생량은 전지내부의 전기화학적 반응에 의한 반응열과 전류의 흐름과 내부저항에 의한 열을 고려하여 계산 하였다.

하이브리드 전기자동차용 배터리 ECU 설계 및 잔존용량 알고리즘에 관한 연구 (A Study on SOC Algorithm and Design of Battery ECU for Hybrid Electric Vehicle)

  • 남종하;최진홍;김승종;황호석;김재웅
    • 전력전자학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.319-325
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    • 2004
  • 무공해 자동차를 만들기 위해 중요한 요소로서는 주행거리와 알맞은 가격이다. 니켈-수소 배터리와 같은 향상된 배터리의 개발은 부분적으로 문제를 해결할 수 있으며, 또 하나의 효과적인 방법은 배터리 관리 시스템이나. 니켈-수소 배터리와 배터리 ECU는 주행거리, 가속도, 등판능력과 같은 무공해 자동차의 성능에 영향을 미치는 중요한 구성품이다. 예컨대 운행 중 쉽게 발생하는 단락, 과방전, 과충전은 배터리와 관계되는 가장 큰 문제점이기 때문에 전용의 HEV용 배터리 ECU의 개발은 필수적이다. 본 논문에서는 배터리 전류적산 및 전압에 기초한 HEV용 SOC 알고리즘을 제안하고 배터리 ECU를 설계 및 해석하였으며, 시험을 통해 타당성을 검증하였다.

Modeling of Lithium Battery Cells for Plug-In Hybrid Vehicles

  • Shin, Dong-Hyun;Jeong, Jin-Beom;Kim, Tae-Hoon;Kim, Hee-Jun
    • Journal of Power Electronics
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    • 제13권3호
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    • pp.429-436
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    • 2013
  • Online simulations are utilized to reduce time and cost in the development and performance optimization of plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) and electric vehicles (EV) systems. One of the most important factors in an online simulation is the accuracy of the model. In particular, a model of a battery should accurately reflect the properties of an actual battery. However, precise dynamic modeling of high-capacity battery systems, which significantly affects the performance of a PHEV, is difficult because of its nonlinear electrochemical characteristics. In this study, a dynamic model of a high-capacity battery cell for a PHEV is developed through the extraction of the equivalent impedance parameters using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Based on the extracted parameters, a battery cell model is implemented using MATLAB/Simulink, and charging/discharging profiles are executed for comparative verification. Based on the obtained results, the model is optimized for a high-capacity battery cell for a PHEV. The simulation results show good agreement with the experimental results, thereby validating the developed model and verifying its accuracy.

태양광 시스템에 적용한 배터리 커패시터의 전기적 특성에 관한 연구 (A Study on the Electrical Characteristics of Battery Capacitor Applied to Photovoltaic Power System)

  • 맹주철;윤중락
    • 전기학회논문지
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    • 제66권12호
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    • pp.1740-1744
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    • 2017
  • This paper describes the preparation and characteristics of a battery capacitor and module for solar power system. A cylindrical 30,000F battery capacitor ($60{\times}138mm$) was assembled by using the $LTO(Li_4Ti_5O_{12})$ electrode as an anode and $NMC(LiNiMnCoO_2)-LCO(LiCoO_2)$ as a cathode. The battery capacitor has reduced energy density and power density under high CC(constant current) and CP(constant power) conditions. Battery capacitor module (16V, 11Ah) was fabricated using an asymmetric hybrid capacitor with a capacitance of 30,000F. In order to determine the characteristics of the battery capacitor Module for solar power system, battery capacitor cells were connected in series with active balancing circuit. As a result of measuring the 100w LED lamp, it was discharged at the voltage of 15V~10V, and the compensation time at discharge was measured to be about 4979s. Experimental results show that it can be applied to applications related to solar power system by applying battery capacitor module.

Grid Independent Photovoltaic Fuel-Cell Hybrid System: Design and Control Strategy

  • Islam Saiful;Belmans Ronnie
    • KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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    • 제5B권4호
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    • pp.399-404
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    • 2005
  • In this paper, a hybrid photovoltaic fuel-cell generation system employing an electrolyzer for hydrogen generation and battery for storage purpose is designed and simulated. The system is applicable for remote areas or isolated DC loads. Control strategy has been considered to achieve permanent power supply to the load via the photovoltaic/battery or the fuel cell based on the power available from the sun. MATLAB and SIMULINK have been used for the simulation work. A sensitivity analysis is conducted for various load level based on availability of solar radiation.

바이모달트램용 LPB팩에 적용될 Battery Management System 개발 (Development of BMS applying to LPB Pack in Bimodal Tram)

  • 이강원;장세기;남종하;강덕하;배종민
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.477-477
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    • 2009
  • Bimodal Tram developed by KRRI is driven by a series Hybrid propulsion system which has both the CNG engine, generator and LPB(Lithium Polymer Battery) pack. It has three driving modes; Hybrid mode, Engine mode and Battery mode. Even in case of Battery mode, LPB pack to get enough power to drive the vehicle only by itself onsists of 168 LPB cells(80Ah per lcell), 650V. It is important thing to manage LPB pack in a right way, which will extend the lifetime of LPB cells and operate in the hybrid mode effectively. This paper has shown the development of battery management system(12 BMS, 1 BMS per 14cells) to manage LPB pack which is connected with CAN(Controller Area Network) each other and measure the voltage, current, temperature and also control the cooling fan inside of LPB pack. Using the measured data, BMS can show the SOC(State of Charge), SOH(State of Health) and other status of LPB pack including of the cell balancing.

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쿼드-틸트프롭 하이브리드 동력시스템 설계 특성 (Design Characteristics on the Hybrid Power System for Quad-Tilt Prop)

  • 김근배;이보화
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1196-1199
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    • 2017
  • 쿼드-틸트프롭(QTP) 무인기의 직렬-하이브리드 방식 동력시스템을 설계하고 특성을 분석하였다. 동력시스템은 4.5kW급 로터리엔진-발전기 장치를 기본으로 리튬-배터리를 동력원으로 사용하며, 동력제어기가 비행체가 필요로 하는 전체적인 동력을 제어하고 공급한다. 엔진의 출력은 발전기 구동 및 발전 효율과 배터리의 충전과 방전에 따른 손실을 고려하여 발전기 성능과 매칭된다. 배터리에 저장된 에너지와 통합 제어해서 전체적인 연료소모율을 최소화하도록 엔진-발전기의 정속(Constant Speed) 운용개념이 적용되며, 결과적으로 배터리의 용량과 특성, 그리고 충전과 방전 사이클이 효율 향상에 중요한 요소로 작용할 수 있다.

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Electric Model of Li-Ion Polymer Battery for Motor Driving Circuit in Hybrid Electric Vehicle

  • Lee, June-Sang;Lee, Jae-Joong;Kim, Mi-Ro;Park, In-Jun;Kim, Jung-Gu;Lee, Ki-Sik;Nah, Wan-Soo
    • 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.

무인기용 직렬 하이브리드 동력시스템 운용 제어로직 (Operational Control Logic of Series Hybrid Power System for the Unmanned Aerial Vehicle)

  • 이보화;박부민;김근배
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.68-76
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    • 2021
  • 본 연구에서 대상으로 삼은 직렬 하이브리드 시스템은 무인기용으로 왕복엔진, 발전기, 배터리를 주 동력원으로 사용한다. 발전기는 왕복엔진의 구동축에 직결되며, 왕복엔진-발전기 세트의 운용 특성은 지상통합시험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 해당 시험 결과를 바탕으로 왕복엔진-발전기 출력과 배터리 출력을 효율적으로 사용하기 위한 제어로직을 제시하였고, 로직에 따른 왕복엔진-발전기와 배터리의 출력 변동은 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 그 결과, 발전기 출력은 제시된 제어로직에 의해 배터리 출력과 함께 추진요구전력을 공급함을 확인하였다.

독립형 태양광 풍력 복합발전 시스템에서 안정적인 전력공급을 위한 축전지 용량의 최적 산정에 관한 연구 (The Study on Optimize the Battery of Stand Alone PV/Wind Hybrid System for Supplying Stably Power)

  • 최병수;김재철
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.26-32
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    • 2011
  • The object of this paper is to optimize the battery system for supplying stably power in separate house in which a PV-wind hybrid power generation system is applied. In a power system to be used in a stand alone, it is very important to build optimize the electrical storage system and to utilize it for supplying stably output voltage when there is a shortage of the power generation capacity or there is no sunshine, or when power is to be supplied with a load. This paper provides an optimized method to evaluate capacity of battery by analyzing advantages and disadvantages of the existing battery evaluating method being used in each company for supplying stably power in separate house utilizing the new renewable energy such as a light of the sun.