본 논문에서는 리튬-인산철 이차전지를 사용한 전기 에너지저장장치(Electrical Energy Storage System, EES)의 고효율 설계 기법을 연구하였다. 본 논문의 주요 연구 목표는 전기 에너지저장장치의 효율을 향상시키기 위해 에너지저장장치를 구성하는 각 개별 장치의 효율 특성을 분석하였다. EES의 효율을 높이는 방법으로 전지의 효율 개선방법과 전력변환장치(Power Conditioning System, ...
본 논문에서는 리튬-인산철 이차전지를 사용한 전기 에너지저장장치(Electrical Energy Storage System, EES)의 고효율 설계 기법을 연구하였다. 본 논문의 주요 연구 목표는 전기 에너지저장장치의 효율을 향상시키기 위해 에너지저장장치를 구성하는 각 개별 장치의 효율 특성을 분석하였다. EES의 효율을 높이는 방법으로 전지의 효율 개선방법과 전력변환장치(Power Conditioning System, PCS)의 최적 구성을 통하여 효율을 높이는 방안을 제안하였다. 먼저 이차전지는 리튬-인사철 이차전지에 sol-gel법을 사용하여 알루미늄 전극에 카본 나노 코팅을 적용하였다. 리튬-인산철은 안정적인 화학구조를 가지고 있어 2차 가공에 용이하다. 양극전극에 카본 코팅을 통하여 전지의 전도성능을 향상 시켰다. 전지의 성능 확인은 충전 및 방전 시험을 약 1,500회 실시하여 일반 리튬전지보다 효율을 향상시켰다. 단전지의 방전심도(Depth of Discharge, DOD)가 일반 리튬전지에 비해 약 8.6 [%]이상 향상 되었다. 또한 PCS의 효율을 높이기 위한 연구를 하였다. PCS 운전은 부하변동에 맞춰 운전된다. 때문에 PCS의 효율은 시시각각 변동되는 부하에 따라 효율도 변동된다. PCS의 출력 변동을 알고자 부하분석을 하였다. 그리고 각 용량별 PCS의 효율을 측정하여 효율 곡선을 산출하였다. 각 용량별 효율 곡선을 바탕으로 단일 PCS 운전, 병렬 PCS 운전 및 추가 PCS 운전을 나누어서 효율을 계산하였다. 일반적으로 저출력 구간에서 저효율을 고출력 구간에서는 고효율의 특징을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 PCS의 효율특성과 부하분석을 통하여 정적한 PCS의 구성(단일 PCS 운전, 병렬 PCS 운전, 추가 PCS 운전)기법을 제안하였다.
본 논문에서는 리튬-인산철 이차전지를 사용한 전기 에너지저장장치(Electrical Energy Storage System, EES)의 고효율 설계 기법을 연구하였다. 본 논문의 주요 연구 목표는 전기 에너지저장장치의 효율을 향상시키기 위해 에너지저장장치를 구성하는 각 개별 장치의 효율 특성을 분석하였다. EES의 효율을 높이는 방법으로 전지의 효율 개선방법과 전력변환장치(Power Conditioning System, PCS)의 최적 구성을 통하여 효율을 높이는 방안을 제안하였다. 먼저 이차전지는 리튬-인사철 이차전지에 sol-gel법을 사용하여 알루미늄 전극에 카본 나노 코팅을 적용하였다. 리튬-인산철은 안정적인 화학구조를 가지고 있어 2차 가공에 용이하다. 양극전극에 카본 코팅을 통하여 전지의 전도성능을 향상 시켰다. 전지의 성능 확인은 충전 및 방전 시험을 약 1,500회 실시하여 일반 리튬전지보다 효율을 향상시켰다. 단전지의 방전심도(Depth of Discharge, DOD)가 일반 리튬전지에 비해 약 8.6 [%]이상 향상 되었다. 또한 PCS의 효율을 높이기 위한 연구를 하였다. PCS 운전은 부하변동에 맞춰 운전된다. 때문에 PCS의 효율은 시시각각 변동되는 부하에 따라 효율도 변동된다. PCS의 출력 변동을 알고자 부하분석을 하였다. 그리고 각 용량별 PCS의 효율을 측정하여 효율 곡선을 산출하였다. 각 용량별 효율 곡선을 바탕으로 단일 PCS 운전, 병렬 PCS 운전 및 추가 PCS 운전을 나누어서 효율을 계산하였다. 일반적으로 저출력 구간에서 저효율을 고출력 구간에서는 고효율의 특징을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 PCS의 효율특성과 부하분석을 통하여 정적한 PCS의 구성(단일 PCS 운전, 병렬 PCS 운전, 추가 PCS 운전)기법을 제안하였다.
This paper studies the high-efficiency design technology of the EES (electrical energy storage system) found in the LiFePO4 rechargeable battery, with the objective of further increasing the system’s efficiency by analyzing the energy storage device and the efficiency of each individual component. T...
This paper studies the high-efficiency design technology of the EES (electrical energy storage system) found in the LiFePO4 rechargeable battery, with the objective of further increasing the system’s efficiency by analyzing the energy storage device and the efficiency of each individual component. This paper closes by proposing a method to increase the efficiency of the main components, especially the battery system and PCS (power conditioning system). LiFePO4 rechargeable batteries can use the sol-gel method for carbon nano-coating. The cathode electrode of LiFePo4 rechargeable batteries can be improved with a stable chemical structure and the carbon coating of aluminium. The batteries were tested for charging and discharging performance with more than 1500 times. Compared to a normal lithium battery, the performance of DOD improved by up to approximately 8.6 [%]. In addition, the PCS is analyzed for improved efficiency. PCS operation is operation according to the load variation. Efficiency of the PCS can also change depending on the effective load variation from moment to moment. The PCS and the output load variation analysis are needed. By measuring the efficiency of each EES at some point, PCS efficiency curve was created. Generally, low efficiency at low output in a high-output period section has the characteristics of high efficiency. Consequentially, EES operation output should be calculated by analyzing load pattern in order to increase the efficiency of the PCS design. By analyzing rates in low-power and high-power situations, this paper proposes a way to determine which to employ: a single PCS, multiple PCS operations with parallel operations, or an added PCS operation.
This paper studies the high-efficiency design technology of the EES (electrical energy storage system) found in the LiFePO4 rechargeable battery, with the objective of further increasing the system’s efficiency by analyzing the energy storage device and the efficiency of each individual component. This paper closes by proposing a method to increase the efficiency of the main components, especially the battery system and PCS (power conditioning system). LiFePO4 rechargeable batteries can use the sol-gel method for carbon nano-coating. The cathode electrode of LiFePo4 rechargeable batteries can be improved with a stable chemical structure and the carbon coating of aluminium. The batteries were tested for charging and discharging performance with more than 1500 times. Compared to a normal lithium battery, the performance of DOD improved by up to approximately 8.6 [%]. In addition, the PCS is analyzed for improved efficiency. PCS operation is operation according to the load variation. Efficiency of the PCS can also change depending on the effective load variation from moment to moment. The PCS and the output load variation analysis are needed. By measuring the efficiency of each EES at some point, PCS efficiency curve was created. Generally, low efficiency at low output in a high-output period section has the characteristics of high efficiency. Consequentially, EES operation output should be calculated by analyzing load pattern in order to increase the efficiency of the PCS design. By analyzing rates in low-power and high-power situations, this paper proposes a way to determine which to employ: a single PCS, multiple PCS operations with parallel operations, or an added PCS operation.
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