• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.242-248
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• 2007

자동차 전기장치 시스템을 최적화하기 위해서는 차량용 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 모델링 기술이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 차량용 12-V 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 2차원 모델링을 수행하였다. 이 연구에 사용된 수학적 모델에는 전기화학반응 속도론, 전해질의 유동, 대류에 의한 이온의 전달현상, 전극의 시간에 따른 공극률의 변화 등이 고려되었다. 모델링의 신뢰성을 검증하기 위하여 방전 및 충전실험을 수행하였다. 방전실험은 $25^{\circ}C$에서 C/5, C/10 및 C/20의 방전율에 대하여 수행하였고, 충전실험은 $25^{\circ}C$에서 정전류-정전압 방법으로(제한전류 30A, 제한전압 14.24 V) 수행하였다. 모델에 근거하여 예측된 충 방전 거동은 충 방전 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 2차원 모델링을 통하여 충 방전이 진행되는 동안 실제로 측정이 불가능한 납축전지 내부의 전류밀도, 전해액의 농도 및 충전상태(state of charge; SOC)의 분포를 예측할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.580-585
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• 2019

배터리는 ESS, 전기자동차 및 무정전 전원 백업 시스템 등의 다양한 분야에서 사용이 증가하고 있다. 납산배터리는 에너지밀도가 낮지만, 신뢰성이 높고 저가격의 이점으로 대용량 전력백업 장비에 가장 많이 사용되는 배터리이다. 배터리의 사용에 따라 노화가 진행되면 충전 가능 용량(SoH)이 줄어들게 되어 상태를 추정하는 것이 매우 중요하며, 배터리의 내부저항으로 SoH를 추정하는 방법을 많이 사용한다. 본 논문에서는 대표적인 대용량 무정전 전원장치인 IDC를 위한 배터리 모니터링 시스템(BMS)을 제안하였다. 내부저항을 측정하는 간단한 알고리즘을 제안하고, BMS 시스템 구성을 위한 CPU 및 아날로그 회로 구성과 신호처리 알고리즘에 대한 연산 블록도를 보였다. 실제 IDC 현장에 적용한 측정결과 사례를 제시하여 제안한 방법의 유용함을 보였다.

• 전기화학회지
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• 제14권4호
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• pp.214-218
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• 2011

납이 용해된 수용성메탄술폰산을 전해액으로 사용하는 레독스 플로우 전지의 전기화학적 특성과 성능을 평가하였다. 납과 이산화납의 부착, 용해과정을 평가하기 위해 전압전류법을 실시하였다. 음전위쪽으로 순방향 주사에서 뚜렷한 환원피크는 관찰되지 않고, 전류는 서서히 증가하였다. 음전위 구간에서 역방향 주사에서 산화피크의 on-set potential은 -0.47 V(vs SCE)에서 관찰되었다. 양전위 구간에서는 순방향과 역방향에서 뚜렷한 피크가 나타났다. 비이커 셀내에 설치된 전극으로 충방전 실험을 실시하였다. 납의 충전(부착)은 약 0.5 V(vs SCE), 납의 방전(용해)는 약 0.25 V(vs SCE)에서 진행되었으며, 충전 및 방전시의 전위 차이는 약 0.25 V이다. 이산화납의 초기 충전(부착)은 1.7 V(vs SCE)에서 진행되었고, 방전(용해)은 0.95 V 부근의 일정전위에서 진행되었다. 두번째 사이클에서, 충전은 1.5 V(vs SCE)이하에서 시작되고, 이후 전위가 1.7 V(vs SCE)로 증가하였다. 방전 전위는 약 1.0 V로 안정적으로 유지하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1382-1384
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• 2002

The flooded type battery is used for solar lighting system. Because the characteristic of flooded type battery is the short life time, the maintenance cost is high. So the using flooded type battery in this system is inappropriate. The valve regulated lead acid batter.(VRLA) is the maintenance free and cycle service purpose. This paper presents the development of control system and monitoring system to applied VRLA battery for maintenance free and long life time in system.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.53-59
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• 2010

The Developing & Producing of Eco-Friendly vehicle have been more incremented, as People appreciate the importance of Earth Environment Conservation. The needs of Neighborhood Electric Vehicle(NEV) that suits Current people's short drive distance is incremented. In this Paper, we define Neighborhood Electric Vehicle through out National Highway Traffic Safety Administration of United States of America's regulation and explain motor and battery of primary constituents of that. We used MATLAB and ADVISOR 200 programs for Simulation, and propsed NEV's Model that tow people can be got in. In this Model, the battery is Lead-acid battery(72V, 85Ah) and the motor is 8kW permanent magnet synchronous motor(PM motor). We compared change of driving range of NEV through out non-changing speed Driving(10km/h, 20km/h, 30km/h, 40km/h) and Manhattan driving schedule.

• 대한예방의학회:학술대회논문집
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• 대한예방의학회 1994년도 교수 연수회(환경)
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• pp.577-584
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• 1994

The relation between lead in air (PbA) and lead in blood (PbB), concentrations was investigated among 44 workers in five major operations in a United States high volume, lead acid battery plant. The study covered a 30 month period in which workers received frequent PbA and PbB determinations, workers remained in a single job, and PbA concentrations averaged below the US Occupational Safety and Health Administration (OSHA) permissible exposure limit of $50{\mu}g/m^{3}$. In both univariate and multivariable linear regressions, longitudinal analyses averaging PbA concentrations over the 30 month study period appeared superior to cross sectional analyses using only six month PbA averages .to model PbB concentrations. The covariate adjusted coefficient ($\alpha$ value) for PbA($\mu/m^{3}$) in models of PbB (${\mu}g/100\;g$) was 1-14. This figure is strikingly higher than that reported in previous studies in the lead acid battery industry in all of which PbA concentrations were substantially higher than in the current study. Plausible explanations for the differences in a: values include non-linearity of the PbA-PbB curve, a higher fraction of large size particulate associated with higher PbA concentrations, survivor bias among workers exposed to higher PbA concentrations, and the cross sectional designs of most previous studies. Despite previously reported problems with the model used by OSHA to predict PbA-PbB relations, the findings of this study are in good agreement with the predictions of that model.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권5호
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• pp.998-1002
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• 2008

The gel electrolytes were prepared with sulfuric acid and phosphoric acid, where hydrophilic fumed silica was used as a gelling agent. The influences of gel electrolyte on performance of the valve regulated lead acid (VRLA) batteries were investigated employing capacity tests, electrochemical impedance spectroscopy and scanning electron microscopy. The initial capacities of the sulfuric gel VRLA batteries were higher than that of phosphoric gel VRLA batteries. The sulfuric gel VRLA battery using 1.210 specific gravity of sulfuric acid with hydrophilic fumed silica exhibited the highest capacity of 0.828Ah. In the impedance measurements, the ohmic and charge transfer resistances for the phosphoric gel VRLA batteries were higher thanthat of sulfuric gel batteries. The morphology of electrodes of phosphoric gel VRLA batteries were more deteriorated in the SEM image.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.279-285
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• 2008

CNC (Carbon Nano Colloid) was used as an additive to the positive electrode to improve the discharge performance of sealed lead-acid batteries, The cathode active material ($PbO_2$) has a relatively low utility of less than 60 % compared with other kind of batteries, such as Ni-MH and Lithium ion, In this study, to overcome the above-mentioned problem we investigated the effects of CNC addition on the enhancement of electrical connection with not-utilized $PbO_2$ and resultantly electrical conductivity of electrode, We examined low rate discharge capacities, high rate discharge capacities and internal resistances of the batteries containing various amounts of CNC. From these results, we found out that the addition of CNC into the positive electrode made a significant improvement in high rate discharge capacity, We also suggested the optimum content of CNC material in positive electrode.

• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.175-183
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• 2013

차량 전기 시스템의 최적 설계를 위해 납축전지의 동적 거동을 예측하는 것은 중요하다. 동적 거동을 예측하기 위해서는 믿을만한 모델링 프로그램이 필요하다. 본 연구에서는 1차원 모델링을 통하여 12V 차량용 납축전지의 동적거동을 예측하였다. 수학적 모델에는 전기화학반응과 전지 내부에서 일어나는 이온 물질전달을 포함하였다. 모델링을 검증하기 위해 용량이 다른 2개(68Ah, 90Ah)의 납축전지 모델링 결과를 실험 결과와 비교하였다. 본 연구에서 사용한 납축전지는 현대자동차 차량에 적용되는 납축전지를 사용하였다. 방전 실험의 조건은 C/3, C/5, C/10, C/20의 방전율을 조합하여 진행하였다. 그리고 충전과 방전이 연속적으로 일어나는 동적 실험을 수행하였다. 모델링 결과와 실험 결과를 비교하여 보면 모델링 결과가 실험결과를 잘 예측하는 것을 볼 수 있다. 모델링은 고체상과 액체상에서의 전위분포와 전극 내에서 전류밀도에 근거한 모델링은 충 방전 시간의 함수로 예측할 수 있다.

• 지능정보연구
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• 제24권2호
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• pp.243-264
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• 2018

현재 전세계 배터리 시장은 이차전지 개발에 박차를 가하고 있는 실정이지만, 실제로 소비되는 배터리 중 가격 대비 성능이 좋고 재충전을 통해 다시 재사용이 가능한 납축전지(이차전지)의 소비가 광범위하게 이루어지고 있다. 하지만 납축전지는 복합적 셀(cell)을 묶어 하나의 배터리를 구성하여 활용하는 배터리의 특성상 하나의 셀에서 열화가 발생하면 전체 배터리의 손상을 가져와 열화가 빨리 진행되는 문제가 존재한다. 이를 극복하기 위해 본 연구는 기계학습을 통한 배터리 상태 데이터를 학습하여 배터리 열화를 예측할 수 있는 모델을 개발하고자 한다. 이를 위해 실제 현장에서 배터리 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 센서를 골프장 카트에 부착하여 실시간으로 배터리 상태 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 이용하여 기계학습 기법을 적용한 분석을 통해 열화 전조 현상에 대한 예측 모델을 개발하였다. 총 16,883개의 샘플을 분석 데이터로 사용하였으며, 예측 모델을 만들기 위한 알고리즘으로 의사결정나무, 로지스틱, 베이지언, 배깅, 부스팅, RandomForest를 사용하였다. 실험 결과, 의사결정나무를 기본 알고리즘으로 사용한 배깅 모델이 89.3923%이 가장 높은 적중률을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구는 날씨와 운전습관 등 배터리 열화에 영향을 줄 수 있는 추가적인 변수들을 고려하지 못했다는 한계점이 있으나, 이는 향후 연구에서 다루고자 한다. 본 연구에서 제안하는 배터리 열화 예측 모델은 배터리 열화의 전조현상을 사전에 예측함으로써 배터리 관리를 효율적으로 수행하고 이에 따른 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대한다.