• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
• /
• pp.111-113
• /
• 2009

침몰한 잠수함 승조원의 구조용으로 사용되는 구난잠수정은 주 전원과 보조전원으로 축전지가 필수적으로 사용된다. 그러나 사용 중인 축전지 모듈이나 뱅크의 일부 셀(Cell)에 불량이 발생하면 전체 축전지 뱅크의 기능이 저하되어 구난정 시스템을 적절히 운영하지 못하여 제대로 임무를 수행하지 못하거나 커다란 손실을 가져온다. 그리고 축전지에 과 충전이나 과 방전이 발생하면 축전지가 폭발하여 화재가 발생하거나 축전지 내부 구조의 파괴로 더 이상 사용 못하는 경우가 발생한다. 따라서 이와 같이 축전지에 손상을 줄 수 있는 상황을 미연에 방지하여 축전지가 최적의 동작 상태를 유지할 수 있도록 해주고 전체 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위하여 본 논문에서는 구조잠수정용 리튬폴리머 (Lithium Polymer) 축전지 관리장치의 개발을 수행하였다. 본 논문을 통해 축전지 관리 장치(BMS : Battery Management System)의 핵심기술인 H/W 및 S/W 설계기술, 각 Cell의 전압 제어기술, SOC(State of Charge) 제어 알고리즘 도출 및 시스템 운영 기술을 구현하였으며 개발된 알고리즘과 기능은 충 방전 부하시험과 한국 선급인증시험을 통해 유효한 방식임을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(2)
• /
• pp.830-833
• /
• 2004

UPS 시스템에서 정전시 안정적인 전력공급을 방해하는 요소의 대부분은 배터리의 불량이 차지하고 있다. 일반적으로 UPS 시스템에 적용되는 배터리는 일정시간이 경과되면 전체를 교체하는 관리시스템을 가지며, 주기적인 방전시험을 실시하지만 교체기준에 대한 명확한 방안이 마련되어 있지 않다. 일부에서는 배터리의 내부저항 혹은 임피던스를 측정하여 배터리의 교체여부를 판단하는 기준으로 삼고 있지만 배터리의 비선형적 특성으로 인하여 그 오차범위는 크다고 할 수 있다. 또한 배터리는 부동충전시에는 정상적인 특성을 보이지만 방전시 불량 특성이 나타나는 경우가 많고, 리튬-이온 배터리의 경우 내부저항은 수십$[m\Omega]$의 비교적 큰 값을 가지지만 UPS에 적용되는 납축전지의 경우 수$[m\Omega]$ 정도의 아주 낮은 내부저항을 가져 측정오차에 의해 불량 여부를 명확히 판단하지 못하는 경우가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점에 착안하여 평상시에는 배터리의 개별셀 전압, 온도, 전체전압 및 보관함의 온도, 충방전 전류, SOC(State of Charge)를 현장 및 원격지의 모니터링 PC로 전송하여 사용자에게 보여주며, 정전으로 인한 방전시에는 내부저항과 개별셀의 용량을 계산하고 이를 통해 교체시기를 결정할 수 있도록 구성되어 있으며, 실험을 통해 타당성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권1호
• /
• pp.31-36
• /
• 2012

군용 차량은 일반 차량에 비하여 높은 기동 성능 및 정숙성을 요구한다. 또한 최소의 연료 보급으로 최대의 작전 수행 능력을 보유하고 있어야 한다. 시리즈 하이브리드 자동차의 경우 모터만을 이용하여 차량을 구동하므로, 정숙성이 뛰어나고 초기 기동 토크가 커 구동 성능이 뛰어나다. 또한 하이브리드화를 통하여 연비 향상 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 시리즈 하이브리드 차량의 경우 배터리 SOC 와 차량의 주행 상태에 따라 엔진과 발전기로 이루어진 발전 시스템에서 전기를 생산하여 차량 구동에 이용하거나 배터리를 충전한다. 발전 시스템의 작동 여부와 작동 영역을 결정하는 것이 시리즈 하이브리드 차량의 주행 전략이며 이 주행전략에 따라 연비 성능에 차이가 난다. 본 연구에서는 Thermostat, Power-Follower, Combined 주행 전략을 비교/평가 하였으며 새롭게 제안한 Combined 주행 전략을 통하여 기존 차량 대비 37%의 연비 향상 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.22-28
• /
• 2017

전기자동차에 사용되는 리튬이온 배터리의 성능은 배터리 온도에 따라 큰 차이를 보인다. 본 논문에서는 유한차분법을 이용하여 배터리의 발열량에 따른 배터리의 온도변화를 평가하고, 배터리의 충전량, 내부저항 및 전압변화를 조사하였다. 이 배터리 모델을 1차원 해석 프로그램인 AMESim과 연동하여 전기자동차가 NEDC 모드로 주행 시, 배터리의 온도 변화에 따른 전기자동차의 주행거리를 산출하였다. 배터리는 온도가 $25^{\circ}C$ 이하로 감소하면 내부저항이 증가하기 때문에 발열량이 증가하여 주행거리는 줄었다. 또한, 배터리의 온도가 $25^{\circ}C$ 이상이 되면, 배터리의 충전량이 감소하여 배터리의 성능이 떨어지고 그 결과로 주행거리가 줄었다. 배터리의 성능을 최적으로 유지할 수 있는 온도인 $25^{\circ}C$를 기준으로 배터리의 온도가 $-20^{\circ}C$와 $45^{\circ}C$일 때, 전기자동차의 주행거리는 각각 33%와 1.8% 감소하였다. 배터리의 최적 온도를 유지하기 위해 효율적인 배터리 열관리를 통하여 저온에서는 가열, 고온에서는 냉각이 이루어져야 한다. 해석 결과 외기온이 $-20^{\circ}C$인 경우 500 W의 열을 공급해주어야 하며, 외기온이 $45^{\circ}C$ 경우에는 냉방을 통해 250 W의 열을 방출해줌으로써 배터리 구동의 최적 온도인 $25^{\circ}C$를 유지할 수 있다.

• 농업과학연구
• /
• 제48권4호
• /
• pp.1027-1037
• /
• 2021

This study aims to evaluate the performance of an electric multi-purpose cultivator through a simulation analysis. The simulation model was developed using commercial software, Simulation X, by applying the specifications of certain parts, such as an electric motor, a battery, and so on. The input parameter of the simulation was the engine load data according to the rotary tillage level using a conventional multi-purpose cultivator. The data were collected by configuring a load measurement system, and the load cycle was developed by repeating the data collection process under the most severe conditions. The average output engine torque values of conventional multi-purpose cultivator were 10.7, 13.0, 9.4, and 11.2 Nm in the D1P1, D1P2, D2P1, and D2P2 conditions, respectively. As a result of the simulation, the maximum values of the motor torque, rotational speed, and power of the electric multi-purpose cultivator were 16.8 Nm, 2,033.3 rpm, and 3.3 kW, respectively, and the motor was driven in sections within 70, 68, and 45% of the maximum output range. The rate of decrease of the battery state of charge (SOC) level per minute was approximately 0.6%, and it was possible to supply electric power to the motor for 9,550 sec. In the future study, research to verify and improve simulation models of electric multi-purpose cultivators should be conducted.

• International Journal of Computer Science & Network Security
• /
• 제22권3호
• /
• pp.37-44
• /
• 2022

Plug-in Hybrid electric vehicles (PHEV) show great potential to reduce gas emission, improve fuel efficiency and offer more driving range flexibility. Moreover, PHEV help to preserve the eco-system, climate changes and reduce the high demand for fossil fuels. To address this; some basic components and energy resources have been used, such as batteries and proton exchange membrane (PEM) fuel cells (FCs). However, the FC remains unsatisfactory in terms of power density and response. In light of the above, an electric storage system (ESS) seems to be a promising solution to resolve this issue, especially when it comes to the transient phase. In addition to the FC, a storage system made-up of an ultra-battery UB is proposed within this paper. The association of the FC and the UB lead to the so-called Fuel Cell Battery Electric Vehicle (FCBEV). The energy consumption model of a FCBEV has been built considering the power losses of the fuel cell, electric motor, the state of charge (SOC) of the battery, and brakes. To do so, the implementing a reinforcement-learning energy management strategy (EMS) has been carried out and the fuel cell efficiency has been optimized while minimizing the hydrogen fuel consummation per 100km. Within this paper the adopted approach over numerous driving cycles of the FCBEV has shown promising results.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1034-1038
• /
• 1995

The purpose of this study is to research and develop $TiS_2$ composite cathode for lithium polymer battery(LPB). $TiS_2$ electrode represent a class of insertion positive electrode used in Li secondary batteries. In this study, we investigated preparation of $TiS_2$ composite cathode and AC impedance response of $TiS_2$ composite/SPE/Li cells as a function of state of charge(SOC) and cycling. The resistance of B type cell using $TiS_2PEO_8LiClO_4PC_5EC_5$ composite cathode was lower than that of A type cell using $TiS_2PEO$ composite cathode. The cell resistance of B type cell is high for the first few percent discharge, decreases for midium discharge and then increases again toward the end of discharge. We believe the magnitude of the cell resistance is dominated by passivation layer impedance and small cathode resistance. AC impedance results indicate that the cell internal resistance increase with cycling, and this is attributed to change of passivation layer impedance with cycling. The passivation layer resistance($R_f$) of B type cell decreases for the 2nd cycling and then increases again with cycling. Redox coulombic efficiency of B type cell was about 141% at 1st cycle and 100% at 12th cycle. Also, $TiS_2$ specific capacity was 115 mAh/g at 12 cycle.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.7-18
• /
• 2022

Secondary batteries used in electric vehicles have a potential risk of ignition and explosion. Various safety measures are being taken to prevent these risks. A numerical study was performed using a computational fluid dynamics code on the cases where pressure relief vents that can reduce the blast overpressures of batteries were installed in the through-compression test room, short-circuit drop test room, combustion test room, and immersion test room in facilities rleated to battery used in electric vehicles. This study was conducted using the weight of TNT equivalent to the energy release from the battery, where the the thermal runaway energy was set to 324,000 kJ for the capacity of the lithium-ion battery was 90 kWh and the state of charge (SOC) of the battery of 100%. The explosion energy of TNT (△H_TNT) generally has a range of 4,437 to 4,765 kJ/kg, and a value of 4,500 kJ/kg was thus used in this study. The dimensionless explosion efficiency coefficient was defined as 15% assuming the most unfavorable condition, and the TNT equivalent mass was calculated to be 11 kg. The internal explosion generated in a test room shows the very complex propagation behavior of blast waves. The shock wave generated after the explosion creates reflected shock waves on all inner surfaces. If the internally reflected shock waves are not effectively released to the outside, the overpressures inside are increased or maintained due to the continuous reflection and superposition from the inside for a long time. Blast simulations for internal explosion targeting four test rooms with pressure relief vents installed were herein conducted. It was found that that the maximum blast overpressure of 34.69 bar occurred on the rear wall of the immersion test room, and the smallest blast overpressure was calculated to be 3.58 bar on the side wall of the short-circuit drop test room.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
• /
• 제17권1호
• /
• pp.27-36
• /
• 2020

The aim of this study is to design a simulation model for an electric All-Wheel-Drive (AWD) tractor to evaluate the performance of the selected component and agricultural work ability. The electric AWD tractor consists of four motors independently for each drive wheel, and each motor is combined with an engine generator, a battery pack, and reducers. The torque data of a 78 kW-class tractor was measured during plow tillage and driving operation to develop a workload cycle. A simulation model was developed by using commercial software, Simulation X, and it used the workload as the simulation condition. As a result of simulation analysis, the drive system, including an electric motor and reducers, was able to cope with high load during plow tillage. The SOC (State of Charge) level was influenced by the output power of the motor, and it was maintained in the range of 50~80%. The fuel consumed by the engine was about 18.23 L during working on a total of 8 fields. The electric AWD tractor was able to perform agricultural work for about 7 hours. In the future study, the electric AWD tractor will be developed reflecting the simulation condition. Research on the comparison between the simulation model and the electric AWD tractor should be performed.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.46-51
• /
• 2012

Fuel Cell Hybrid Vehicles (FCHVs) have become a major topic of interest in the automotive industry owing to recent energy supply and environmental problems. Several types of power management strategies have been developed to improve the fuel economy of FCHVs including optimal control strategy based on optimal control theory, rule-based strategy, and equivalent consumption minimization strategy (ECMS). The ECMS is applied in this study. This strategy is based on the heuristic concept that the usage of the electric energy can be exchanged to equivalent fuel consumption. This strategy is known as one of the promising solutions for real-time control of hybrid vehicles. The ECMS for an FCHV is introduced in this paper as well as the equivalent fuel consumption parameter. The relationship between the battery final state of charge (SOC) and the fuel consumption while changing the equivalent fuel consumption parameter is obtained for three different driving cycles. The function of the equivalent fuel consumption parameter is also discussed.