• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.569-582
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• 2023

납축전지는 가장 오래된 충전식 배터리 시스템으로 현재까지 충전식 배터리 분야에서 자리를 지키고 있다. 이 배터리는 다양한 이유로 열폭주 현상이 생기는데 이는 큰 사고로 이어질 가능성이 있다. 그렇기 때문에 열폭주 현상을 예방하는 것은 배터리 관리 시스템의 핵심부분이다. 최근에는 열폭주 위험 배터리 셀을 기계학습으로분류하는 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 비지도학습인 DBSCAN 클러스터링과 통계적 방법을 사용하여 열폭주 위험 셀 탐지 및 검증 알고리즘을 제안하였다. BMS에서 측정한 lead-acid 배터리의 저항 값만을 사용하여 열폭주 위험 셀 분류 실험을 진행하였고 본 논문에서 제안한 알고리즘이 열폭주 위험 셀을 정확히 검출해 냄을 보여주었다. 또한 본 논문에서 제안한 알고리즘을 사용하여 배터리 내 열폭주 위험이 있는 셀과 노이즈가 심한 셀을 분류할 수 있었으며 그리드 서치를 통한 DBSCAN 파라미터 최적화를 통해 열폭주 위험 셀을 초기에 검출해 낼 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.568-574
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• 2016

In this study, the mixing method of positive paste and mixing temperature to improve the capacity of the lead-acid batteries has been investigated. The results show that the initial current capacity of lead acid battery depend on the mixing temperature and mixing method of positive paste. In the results of the capacity cycle repetition tests for estimating the life cycle, the 3BS showed the PCL. but the fine 4BS represented certain improved cycles compared to that of the coarse 4BS. It was considered that the fine 4BS showed higher bond strength between active materials than the coarse 4BS and represented large contact areas and that lead to prevent possible sulfation due to the suppression of insulating layers.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.335-340
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• 2009

This study investigates the paste mixing of positive active materials which, affect the life cycle of batteries in Pb-Ca-Sn grids, and generation of 4BS in a curing process and considers the effects of these things on the initial charge characteristics and life cycle. In the results of the experiments applied in this study, it was possible to reduce the curing time in which the fine 4BS was formed by the mixing of the positive active materials of lead acid battery applied at high temperature compared to that of the existing coarse 4BS and that represented some improvements in the life cycle performance.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.1249-1255
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• 2006

This paper presents a constant power control logic for perfect starting a microtubine in vehicle. Under extremely low temperature, performance of the start-up system is severely dropped than that of room temperature because of increasing of load of mechanical parts including engine core and drop of the lead-acid battery capacity. Unfortunately, performance drop of lead-acid battery makes severe problems that cause a malfunction of fuel and lubrication system and power fail of digital devices. So we propose the new start-up logic by constant output power control of lead-acid battery using PWM inverter controller for preventing above problems and keeping good performance of start-up system for microturbine. Also, we prove usefulness of new start-up logic through experimental results under $-32^{\circ}C$ ambient temperature.

• 에너지공학
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• 제22권4호
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• pp.338-346
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• 2013

일반 납축전지는 차량의 시동 성능 위주로 최적 설계되어 있다. 최근 차량 전장 시스템과 납축전지를 활용한 연비기술 적용의 증가로 납축전지의 사용 빈도가 늘어나고 있다. 연비기술 적용은 납축전지의 잦은 충방전 반응을 일으켜 납축전지 내구 수명을 단축시키고 있다. 본 연구에서는 납축전지의 노화 수명 모델 구현을 통해 배터리 내구 수명을 예측하는 방법을 제시하고자 한다. 납축전지의 노화에 영향을 미치는 요인은 방전율, 충전 시간, 완충 시간, 온도 조건 등이 있다. 본 논문에서는 납축전지의 동적 거동을 예측하기 위하여 전기화학반응 속도론, 이온의 전달현상, 전극 공극률의 시간에 따른 변화를 고려하였다. 수명 예측을 위해서 노화 메커니즘 중 노화에 가장 큰 영향을 주는 극판 부식 현상과 활물질 탈락을 노화 모델링에 반영하였다. 개발된 납축전지의 노화 모델을 검증하기 위하여 납축전지의 가속 충방전 시험을 수행하였다.

• 플랜트 저널
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• 제16권4호
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• pp.40-44
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• 2020

본 연구에서는 2 V 연축전지의 극판에 펄스파를 인가하여 충전과 방전을 반복한 후 충전용량을 분석하였다. 발전소에서 비상용 전원으로 많이 사용하고 있는 연축전지는 충전과 방전이 반복됨에 따라 방전시 극판에 달라붙어 있던 황산염이 충전 시 이탈하지 아니하고 극판에 피막형태로 달라붙어 절연막을 형성하여 연축전지의 전기반응 통로를 차단하기 때문에 충전용량이 줄어들게 된다. 이에 12 V 연축전지에 많이 사용하고 있는 펄스파를 2 V 연축전지 극판에 인가하고 충전용량을 분석하였다. 펄스파로는 4 V, 20 mA의 전압과 전류에 각각 10 kHz, 20 kHz, 30 kHz 주파수의 펄스파를 사용하였다. 실험결과를 분석한 결과 펄스파를 인가하지 않은 연축전지는 초기 충전용량보다 약 18 % 충전용량이 감소한 반면, 펄스파를 인가한 연축전지는 충전용량의 감소가 훨씬 적었고, 특히 20 kHz 주파수의 펄스파에서 충전용량이 0.56 %만 감소되었다. 이것은 20 kHz 주파수의 펄스파가 다른 주파수의 펄스파보다 극판의 황산염 피막을 분해하는데 더 적합하여 양전하와 음전하의 이동이 활발해진 것으로 판단된다.

• 전기학회논문지P
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• 제63권2호
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• pp.61-68
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• 2014

Function of battery bank stores energy for DC load in general, and DC power system of the nuclear power plant is used to supply DC loads for safety- featured instrumentation and control such as inverter, class 1E power system control and indication, and station annunciation. Class 1E DC power system must provide a power for the design basis accident conditions, and adequate capacity must be available during loss of AC power and subsequent safe shutdown of the plant. In present, batteries of Class 1E DC power system of the nuclear power plant uses lead-acid batteries. Class 1E batteries of nuclear power plants in Korea are summarized in terms of specification, such as capacity, discharge rate, bank configuration and discharge end voltage, etc. This paper summarizes standards of determining battery size for the nuclear power plant, and analyzes duty cycle for the class 1E DC power system of nuclear power plant. Then, battery cell size is calculated as 2613Ah according to the standard. In addition, this paper analyzes performance test results during past 13 years and shows performance degradation in the battery bank. Performance tests in 2001 and 2005 represent that entire battery cells do not reach the discharge-end voltage. Howeyer, the discharge-end voltage is reached in 14.7% of channel A (17 EA), 13.8% of channel B (16 EA), 5.2% of channel C (6 EA) and 16.4% of channel D (19 EA) at 2011 performance test. Based on the performance test results analysis and size calculation, battery capacity and degradation by age in Korearn nuclear power plant is discussed and would be used for new design.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.305-312
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• 2016

Modern embedded systems are typically operated by the rechargeable batteries in our daily life. Since charge of batteries is considered as an time consuming task, there have been extensive efforts to manage the charge time from the perspective of materials, circuits, and systems. Estimation of battery charge time is one of the essential information to design the charge circuitry. A compact macro model for the constant-current and constant-voltage charge protocol was recently introduced, which gives us a quick estimation of charge time with similar shape to the famous Peukert's law for discharge time estimation. The CC-CV charging protocol is widely used for Lithium-based batteries and Lead-acid batteries. In this paper, we characterize the lead-acid battery by measurement to extract the model coefficients, which was not covered by the previous studies. By our proposed model, the key coefficient Kcc results in 1.18-1.31, which is little bit higher than that of Lithium batteries. The accuracy of our model is within the range of ${\pm}10%$ error, which is compatible with the other studies such as Peukert's law.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권5호
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• pp.694-702
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• 2014

One of the most important devices in an underwater vessel is a propulsion system. It should be a quiet and efficient system for stealthy operations in the large mission area. Hence lead-acid battery system has been used to supply the energy to electric motor. Recent technological developments and improvements, such as polymer electrolyte membrane(PEM) fuel cell and lithium polymer battery and have created the potential to improve overall power and propulsion performance. An underwater vessel always starts their mission with a limited energy and is not easy to refuel. Therefore design of energy elements, such as fuel cell and battery, and their load distribution are important to increase the maximum operating time of underwater vessel. In this paper, the lead-acid battery/PEM fuel cell and lithium polymer battery/PEM fuel cell were suggested as propulsion system and their performances were analyzed by modeling and simulation using Matlab/Simulink. Each model concentrated on representing the characteristics of energy element depending on demand current. As a result the effect of load distribution between battery and fuel cell was evaluated and the operation time of each propulsion system was able to be estimated exactly.

• 전기화학회지
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• 제15권3호
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• pp.160-164
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• 2012

납축전지는 낮은 가격과 가역적인 반응으로 재사용이 가능하고 높은 기전력을 가져 우리 생활에 가장 널리 사용되고 있지만 제한된 사이클 수명을 가지고 있다. 제한된 사이클 수명은 충전과 방전 과정을 거치면서 전극 표면에 형성되는 $PbSO_4$의 재결정 반응인 Sulfation 때문이다. 본 연구에서는 납축전지의 사이클 진행에 따른 전극 표면 변화를 관찰하였고, 납축전지에 펄스 전류를 인가하여 재생한 전극 표면을 관찰하였다. 납축전지는 600 사이클 후 재생 시 초기 용량의 약 84%까지 용량이 회복하는 특성을 관찰하였다.