• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
• /
• pp.109-110
• /
• 2011

본 논문은 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System, BESS)에 사용된 대용량 리튬이온 배터리의 등가 모델링을 제안하였다. 리튬 배터리의 전기화학적 특성을 고려한 임피던스 등가모델을 선정한 후 등가모델의 파라미터를 추출하였으며, 추출된 파라미터와 SOC(State-of Charge)와의 관계를 살펴보았다. 본 연구를 통하여 얻어진 파라미터를 이용하면 BESS 제어시 배터리 특성을 파악할 수 있으므로, 배터리의 최적제어 및 시스템의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
• /
• pp.219-221
• /
• 2018

ESS용 NCM계 $LIB(Li[Ni_xCo_yMn_z]O_2)$의 양극 전이금속 설계인자 조성비(x:y:z)를 5:2:3, 6:2:2로 달리하여 제작한 전지를 사용하여 C-rate별 방전시험을 통한 기본성능평가를 진행하였고, 가속열화 시험을 통한 수명특성을 분석하였다. EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy) 실험을 통하여 전지의 임피던스를 확인하였고, 열화되지 않은(Fresh) 전지와 열화된(Aging) 전지의 SOC(State-of-Charge)별 임피던스 특성을 비교 분석하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
• /
• pp.507-508
• /
• 2015

본 논문은 독립형 마이크로그리드의 운용을 위한 에너지관리전략(Energy Management Strategy)을 제안한다. 제안한 에너지관리전략은 독립형 마이크로그리드의 안정적인 운영을 위하여 신재생에너지의 발전량과 전체 부하량을 비교한 뒤 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)의 충전 및 방전을 결정한다. 또한 에너지저장장치의 잔존용량(SOC, State of Charge)에 따라 과충전/과방전을 예방하기 위하여 부하 차단, 분산전원의 운전 방식 및 디젤발전기의 발전을 제어하는 형태로 구성된다. 가상의 독립형 마이크로그리드를 구성하고 시뮬레이션을 진행하여 에너지관리전략의 적용 시 성능을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.148-149
• /
• 2014

본 논문에서는 직렬 멀티 모듈형 무정전 전원 장치(UPS, Uninterruptible power supply) 시스템의 배터리 밸런싱 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 배터리의 고유 특성에 의한 SOC(State of charge) 차이를 최소화시키기 위해 각 배터리의 출력전력 제어를 함으로써 배터리 가용 용량을 높인다. 직렬로 연결된 UPS 모듈의 배터리 전압을 이용하여 전력 지령을 계산하고 이를 바탕으로 각 UPS 모듈의 출력전력을 제어한다. 제안한 배터리 밸런싱 알고리즘의 타당성은 수학적 분석 및 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
• /
• pp.377-378
• /
• 2020

본 논문에서는 열화에 따른 하이브리드 차량의 연비 특성을 분석하기 위해 시뮬레이션을 통한 연구를 진행하였다. 전기적 특성 실험 기반으로 배터리 내부 파라미터가 열화에 어떤 영향을 미치는지 분석을 하고 이를 기반으로 하이브리드 차량모델을 통해 시뮬레이션을 진행하였다. 분석 결과를 통해 배터리 열화 상태에 따른 State-Of-Charge (SOC) 및 연비효율 그래프의 변화 추이를 비교하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권7호
• /
• pp.635-641
• /
• 2016

엔진과 전기추진장치를 혼합한 하이브리드 추진 장치를 구동하기 위해서는 셀 단위로 이루어진 수십 개의 리튬계열의 배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 많은 량의 배터리 셀의 상태를 언제든지, 엄격하게 관리할 필요가 있다. 일반적으로 배터리 관리(Battery management system, BMS)는 셀 전압, 전류 및 온도 등의 데이터를 운전 중에 받아서 상태를 컴퓨터로 모니터링 한다. 배터리의 상태를 확인하기 위한 또 다른 중요한 데이터는 배터리의 잔존수명(State of charge, SOH)을 알 수 있는 내부저항과 충전상태(State of charge, SOC)를 알 수 있는 무 부하 단자전압(Open circuit voltage, OCV)이 있다. 그러나 연속운전 중에는 내부 손실저항과 캐패시턴스의 병렬 등가회로로 인하여 내부저항의 측정이 어렵다. 또한 대부분의 에너지저장시스템에는 전압, 전류, 온도 등의 데이터를 이용하여 BMS가 수행되고 있지만, 운전 중에 예기치 않게 배터리 셀의 고장이 발생하는 경우에는 구동 전원장치의 출력전압이 변동하고, 하이브리드 자동차 또는 선박의 추진이 어려울 수가 있다. 본 논문에서는 리튬인산철 배터리 팩을 이용한 하이브리드 선박용 직류전원장치를 대상으로 배터리 셀의 돌발고장 순간에도 직류전원장치의 일정전압을 유지하면서 내부저항의 추정이 가능하고, 정상운전 중에는 OCV의 추정이 가능한 고 안전 BMS를 구현하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.201-202
• /
• 2012

This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charging mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. Each mode is operated according to battery states: voltage, current and State of Charging (SOC). The proposed system is able to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 67A. The optimal discharging algorithm for Vehicle to the Grid (V2G) operation has been adopted to maintain the discharging current of 1C. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system. Experiment waveforms confirm the proposed functionality of the charging system.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.601-610
• /
• 2020

최근, 세계적인 기후변화로 인하여 여름철마다 가뭄으로 인한 피해는 점점 심각해지는 상태이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 산간오지에는 고정(콘크리트)보가 아닌 수위조절이 가능한 가동보가 설치되고 있다. 기존의 가동보 구동방식은 시설관리 및 인력소모로 인해 고가의 운용비용이 발생하여 운용상 어려움을 겪고 있다. 또한, 가동보는 대부분 전력계통과 연계하여 사용하고 있으므로 오지에 설치되는 경우, 전력계통 연계비용에 대한 부담이 증가하고 운용비용도 상승하는 문제점이 발생되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 가동보(공압식)에 공급되는 기존의 전원을 태양광모듈과 리튬이온전지를 이용한 자연에너지 전원공급시스템으로 대체하는 최적 운용알고리즘과 리튬이온전지의 SOC(state of charge) 평가 알고리즘을 제시한다. 또한, 전력계통의 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 50kW 전원공급시스템의 모델링을 수행하여, 독립운전모드와 계통연계운전모드에서 안정적으로 운용되고 있음을 확인하고, 투자비용에 대한 편익을 분석하여 상용화 가능성을 제시한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권1호
• /
• pp.28-33
• /
• 2016

배터리는 휴대폰, 전기자동차, 무인잠수정 등과 같은 분야에서는 주 동력원으로 사용되고, 일반 자동차에서는 시동기 또는 램프구동용으로 사용되며, 일반 선박에서는 비상전원으로 사용되고 있다. 2차 전지로는 납축전지와 리튬이온 배터리를 많이 사용하고 있으며, 납축전지는 가격이 비교적 저렴하고 안전하다. 리튬이온전지는 에너지 밀도가 높고 출력이 우수하며 수명이 긴 장점이 있으나 공기 중의 수분과 반응하여 폭발의 위험성을 가지고 있다. 그러나 최근에는 방수, 방염, 방진 기술의 발달에 힘입어 리튬배터리의 사용이 증가하고 있고, 특히 하이브리드 선박 및 전기추진 선박 등의 주동력원으로 사용될 만큼 그 사용범위가 점점 넓어지고 있으므로 좀 더 엄격한 배터리의 관리가 필요하다. 하이브리드 선박에서는 500kWh 이상의 대용량 동력원을 만들기 위하여 셀(Cell) 단위로 이루어진 수십 개의 리튬배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 배터리 점검에 필요한 검출 전압, 전류 및 온도 데이터들을 관리용 서버로 보내 주는 유선 점검 및 감시시스템을 구현하는 데에는 많은 전선과 통신 모듈이 필요하다. 본 논문에서는 직렬통신 모듈보다 가격이 저렴하고 전선을 사용하지 않는 저 전력 블루투스(Bluetooth low energy, BLE) 무선통신 모듈과 전력선 모뎀을 사용하여 하이브리드 선박용 리튬배터리 저가형 점검 및 감시시스템을 구현하고자 한다. 배터리의 점검요소에는 잔존용량(State of charge, SOC)과 잔존수명(State of health, SOH)이 있으며, 제안한 시스템은 이들을 규칙적으로 점검하여 배터리의 수명 예측과 예방 정비를 할 수 있기 때문에 안전사고를 방지할 수 있을 것으로 전망된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.56-62
• /
• 2017

Although most electricity production contributes to air pollution, the vehicle organizations and environmental agency categorizes all EVs as zero-emission vehicles because they produce no direct exhaust or emissions. Currently available EVs have a shorter range per charge than most conventional vehicles have per tank of gas. EVs manufacturers typically target a range of 160 km over on a fully charged battery. The energy efficiency and driving range of EVs varies substantially based on driving conditions and driving habits. Extreme outside temperatures tend to reduce range, because more energy must be used to heat or cool the cabin. High driving speeds reduce range because of the energy required to overcome increased drag. Compared with gradual acceleration, rapid acceleration reduces range. Additional devices significant inclines also reduces range. Based on these driving modes and climate conditions, this paper discusses the performance characteristics of EVs on energy efficiency and driving range. Test vehicles were divided by low / high-speed EVs. The difference of test vehicles are on the vehicle speed and size. Low-speed EVs is a denomination for battery EVs that are legally limited to roads with posted speed limits as high as 72 km/h depending on the particular laws, usually are built to have a top speed of 60 km/h, and have a maximum loaded weight of 1,400 kg. Each vehicle test was performed according to the driving modes and test temperature ($-25^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$). It has a great influence on fuel efficiency amd driving distance according to test temperature conditions.