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1차 전지의 성능 신뢰도 분석 장치에 관한 연구
A Study on Performance Reliability Analysis Device of Primary Battery 원문보기

Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering = 한국산업경영시스템학회지, v.37 no.2, 2014년, pp.70 - 76  

김연수 (인천대학교 산업경영공학과) ,  정영배 (인천대학교 산업경영공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In industrial situation, electronic and electro-mechanical systems have been using different type of batteries in rapidly increasing numbers. These systems commonly require high reliability for long periods of time. Wider application of battery for low-power design as a prime power source requires u...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 성능에 기초한 신뢰도 개념도가 [Figure 3]에 나타나 있다. 각 곡선은 각각의 배터리의 열화 특성을 나타내고 궁극적으로 이들 모집단의 전체에 대한 신뢰도를 측정 예측하고자 한다[5, 7, 8, 10, 11].
  • 본 연구에서는 1차 전지의 성능(Performance)을 나타내는 여러 파라메터 중 성능진단 및 고장예측에 사용할 수 있는 열화 되는 성능 파라메터를 감지하고 추적하여 이를 근거로 성능 신뢰도를 예측하여 다음 고장 직전까지의 잔여수명을 예측할 수 있는 확률 개념의 신뢰도 지표로 표현되는 성능 신뢰도 모델링 방법에 대하여 다루며 이를 활용할 시험 장치 하드웨어를 설계하고 그 방법론을 제안하고자 한다.
  • 연구의 주안점은 첫째, 이들 미션 크리티컬한배터리의 신뢰도를 평가 산정 할 수 있는 배터리 수명 실험 장치의 설계와 제작이다. 둘째로는 이들 하드웨어 장치를 드라이빙할 수 있는 소프트웨어인 사용자 인터페이스와 배터리 성능 신뢰성 분석 프레임웍의 개발이다.

가설 설정

  • 1) 부품, 유니트 또는 제품이나 시스템은 열화 되는 성능 파라메터를 가지고 있다.
  • 2) 두 개의 모수를 갖는 와이블 분포를 따른다고 가정한다.
  • 4) 부품, 유니트, 또는 제품이나 시스템은 다음 [Figure 3]과 같은 사용자의 요구조건에 맞는 고장에 해당하는 성능 평면(Performance Plane)에서 고장이 발생한다고 가정한다.
  • 5) 부품, 유니트, 또는 제품이나 시스템은 파라메터는 오류 없이 계측된다고 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
배터리의 사용분야는 어떠합니까? 배터리는 교통, 신재생 에너지, 전력 저장, 전력 균형, 대체 장치 및 연속 전원공급기와 같이 다양한 분야에서 점차 사용이 증가되고 있다. 전기 자동차, 철도, 해양 및 항공 운송의 안전 및 신뢰성은 사용되는 배터리의 품질에 의존하고 있다[1].
전지는 1차 전지와 2차 전지로 구분되는 데 각각의 특징은 무엇입니까? 전지는 1차 전지와 2차 전지로 구분한다. 1차 전지는 충전이 불가능해 1회 사용으로 수명이 다하는 전지를 말하는데 여기서는 ‘일반형 전지’로 구분한다. 2차 전지는 용량이 다되면 충전시켜 다시 사용할 수 있는 전지를 말하며 여기서는 ‘충전형 전지’로 구분한다[3].
배터리의 신뢰성이 매우 중요한 이유는 무엇입니까? 또한 배터리는 에너지소스 원으로써 다양한 산업용 전자 또는 전자기계 시스템에 적용되어 사용되며 그러한 시스템의 기능적 역할에 핵심 부분을 담당하고 있으며, 일상생활에서 그 사용량도 날로 증가함에 따라 배터리의 안전, 성능 및 내구성이 매우 중요하게 되었다. 따라서 배터리의 고장 또는 성능 저하는 관련 시스템의 성능 및 운영 능력 손상을 가져 올 수 있으며, 돌발적인 고장을 야기 할 수 있어 배터리의 신뢰성은 매우 중요하다[4, 12].
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참고문헌 (15)

  1. Electropaedia, Battery and Energy Technology, http:// www.mpoweruk.com. 

  2. Goebel, K., Saha, B., Saxena, A., Celaya, J.R., and Christophersen, J., Prognostics in Battery Health Management. Instrumentation and Measurement Magazine, IEEE, 2008, Vol. 11, No. 4, p 33-40. 

  3. Jeong Heon, A Performance Testing Device of Drycell. Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, 2011, Vol. 17, No. 2, p 171-175. 

  4. Lewis, E.E., Introduction to Reliability Engineering, $2^{nd}$ ed., New York, John Wiley and Sons, 1992. 

  5. Kim, Y.S. and Chung, Y.B., Performance Reliability Monitoring and Prediction. Journal of the Korean Institute of Plant Engineering, 1998, Vol. 3, No. 2, p 373- 386. 

  6. Kim, Y.S. and Chung, Y.B., A Study on Non-Operting Reliability Analysis. Journal of the Korean Institute of Plant Engineering, 2013, Vol. 18, No. 3, p 5-13. 

  7. Kim, Y.S. and Chung, Y.B., Condition Parameter-based On-line Performance Reliability. Journal of the Society of Korea Industrial and Systems Engineering, 2007, Vol. 30, No. 3, p 103-108. 

  8. Knezevic, J., Condition Parameter Based Approach to Calculation of Reliability Characteristics. Reliability Engineering, Vol. 19, p 29-39. 

  9. Kumar, D., Proportional Hazards Modelling of Repairable Systems. Quality and Reliability Engineering International, 1995, Vol. 11, p 361-369. 

  10. Meeker, W.Q. and Escobar, L.A., Accelerated Degradation Tests : Modeling and Analysis. Technometrics, 1998, Vol. 40, No. 2, p 89-99. 

  11. Pau, L.F., Failure Diagnosis and Performance Monitoring, New York, Marcel Dekker, 1981. 

  12. Park, D.H, Baik J.W., Park, J.W., Song, B.S., Reliability Engineering, KNOU Press, 2010. 

  13. Saha, B., Goebel, K., Poll, S., and Christophersen, J., Prognostics Methods for Battery Health Monitoring Using a Bayesian Framework. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2009, Vol. 58, No. 2, p 291-296. 

  14. Yang, G.B., Life Cycle Reliability Engineering, Wiley and Sons, 2007. 

  15. Yinjiao Xing, Qiang Miao, Tsui, K.-L., and Pecht, M., Prognostics and Health Monitoring for Lithium-ion Battery, Intelligence and Security Informatics(ISI), IEEE International Conference, 2011, p 242-247. 

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