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이 논문은 전기 자동차나 에너지 저장 장치용 리튬 이온 배터리 모듈을 위한 셀 평형 회로의 설계에 관해 논의한다. 셀 밸런싱 회로는 여러 셀을 포함하는 배터리 팩의 충 방전 시 배터리를 보호하기 위해 중요하다. 논문의 전반부에서는 저가의 작은 ...

이 논문은 전기 자동차나 에너지 저장 장치용 리튬 이온 배터리 모듈을 위한 셀 평형 회로의 설계에 관해 논의한다. 셀 밸런싱 회로는 여러 셀을 포함하는 배터리 팩의 충 방전 시 배터리를 보호하기 위해 중요하다. 논문의 전반부에서는 저가의 작은 리플 고속 평형 회로가 제안되어 있으며, 시스템의 감시 회로는 모든 셀의 전압을 모니터링 하도록 설계되어 있다. 제안 된 방법의 동작 제어는 매우 단순하여 마이크로 컨트롤러에 의해 실시하는 것이 용이하다. 12개의 리튬전지로 구성된 모듈을 위한 프로토 타입 회로가 구현 되었다. 제안 된 방법을 이용하면 균등화에 걸리는 시간이 다른 방법에 비해 훨씬 짧아짐을 알 수 있다. 논문의 후반부에서는 전반부에서 제시된 회로의 효율을 더욱 향상시키기 위한 회로가 제안된다. LLC 공진 컨버터는 공진주파수에서 완전한 ZVZCS가 가능하므로 이를 이용할 경우 효율을 획기적으로 높일 수 있다. 제안된 회로의 프로토 타입도 제작되었으며, 저가화를 위해 SMD 부품을 사용하여 설계되었다. 제안된 방식은 소형, 저비용, 고속 균형과 고효율의 장점을 갖는다.

Abstract ▼ AI-Helper

This thesis presents the design and development of the cell balancing circuit for Lithium-Ion batteries for electric vehicles and energy storage systems. The cell balancing circuit is critical for the battery pack, which includes multiple cells, to protect battery in case of over charge or over disc...

This thesis presents the design and development of the cell balancing circuit for Lithium-Ion batteries for electric vehicles and energy storage systems. The cell balancing circuit is critical for the battery pack, which includes multiple cells, to protect battery in case of over charge or over discharge. In the first part of the thesis, a low cost, small ripple, and fast balancing circuit is proposed. A monitoring circuit is designed to monitor voltage of all the cells. The operation control of the proposed method is simple and easy to implement by the controller. A prototype circuit is implemented and applied to 12 Lithium-Ion batteries in a pack. It has been verified with the experiments that the balancing time of the proposed method is much shorter as compared to other methods. In the second part of the thesis, a novel cell-to-cell fast balancing circuit with high efficiency for Lithium-Ion battery in electric vehicles and energy storage systems is proposed. An LLC resonant converter is proposed with ZVS and nearly ZCS for the primary switches and fully ZVZCS for the secondary diodes to transfer the energy from high voltage cells to low voltage cells at high efficiency. The prototype circuit is designed by using surface mount components to get small size and low cost of the balancing circuit. It has advantages of small size, low cost, fast balance and high efficiency.

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