[논문]셀간 전압 편차를 활용한 전기자동차 배터리 잔존용량 분석 기법

조갑성; 고대식

셀간 전압 편차를 활용한 전기자동차 배터리 잔존용량 분석 기법
Electric vehicle battery remaining capacity analysis method using cell-to-cell voltage deviation

Journal of platform technology, v.11 no.2, 2023년, pp.54 - 65

조갑성 (목원대학교 대학원 지능정보융합학과) , 고대식 (목원대학교 전자공학과)

초록
AI-Helper

전기자동차에 사용되는 배터리는 전기자동차의 특성상 정격용량이 매우 커다란 배터리이다. 전기자동차를 장기간 운행하거나 교통사고로 전기자동차가 폐차되게 되면 전기자동차용 배터리는 폐배터리가 된다. 폐차되는 차량이더라도 전기자동차용 폐배터리에 남아 있는 용량은 다른 용도로 사용하기에 충분하다. 자동차용 폐배터리는 매우 고가이기때문에 재활용 및 재사용이 필요하지만 재활용 및 재사용을 위한 폐배터리 성능등급 측정기준이 부족한 문제가 있었다. 폐배터리의 잔존용량을 측정하는 방법으로 가장 안정적이고 신뢰할 수 있는 방법은 완전 충·방전을 이용하여 배터리의 잔존용량을 측정하는 것이다. 하지만 이러한 완전 충·방전에 방식에 의한 검사 방법은 배터리의 용량에 따라 다르지만 검사하는데 하루 이상이 걸리는 단점을 가지고 있으며 많은 사람들이 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 본 논문에서는 전기자동차 배터리에 대한 검사 시간을 줄일 수 있는 방법으로 셀간 전압 편차를 활용한 전기자동차 배터리 잔존용량 분석 기법을 연구 분석하였다. 이를 위하여 완전 충·방전 기반의 용량 측정시스템을 구성하고 코나 폐배터리를 이용하여 실험데이터를 수집하였고 배터리 팩을 구성하고 있는 배터리 셀간 전압 편차와 잔존용량과의 상관관계를 분석하여 배터리 검사에 활용할 수 있는지를 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Due to the nature of electric vehicles, the batteries used for electric vehicles have a very large rated capacity. If an electric vehicle runs for a long time or an electric vehicle is abandoned due to a traffic accident, the electric vehicle battery becomes a waste battery. Even in vehicles that are being abandoned, the remaining capacity of waste batteries for electric vehicles is sufficient for other purposes. Waste batteries for automobiles are very expensive, so they need to be recycled and reused, but there was a problem that the standards for measuring the performance grade of waste batteries for recycling and reuse were insufficient. As a method for measuring the remaining capacity of waste battery, the most stable and reliable method is to measure the remaining capacity of battery using full charge and discharge. However, the inspection method by the full charging and discharging method varies depending on the capacity of the battery, but it takes more than a day to inspect, and many people are making great efforts to solve this problem. In this paper, an electric vehicle battery residual capacity analysis technique using voltage deviation between cells was studied and analyzed as a method to reduce inspection time for electric vehicle batteries. To this end, a full charging and discharging-based capacity measurement system was constructed, experimental data were collected using a nose or waste battery, and the correlation between the voltage deviation and the remaining capacity of the battery pack was analyzed to verify whether it can be used for battery inspection.

주제어

표/그림 (15)

그림 Figure 1. EV waste battery recycling/reuse process 그림 1. 전기차 폐배터리 재활용·재사용 프로세스
표 Table 1. Kona Electric Vehicle Battery Electrical Specification 표 1. 단체표준 용량 검사 규격
표 Table 2. International standard for capacity testing 표 2. 용량검사에 대한 국제표준
그림 Figure 2. Capacity test procedure using full charge·discharge method(1/3C) 그림 2. 완전 충·방전 방식을 이용한 용량검사 절차(1/3C)
그림 Figure 3. Capacity test procedure using full charge·discharge method(1/2C) 그림 3. 완전 충·방전 방식을 이용한 용량검사 절차(1/2C)
그림 Figure 4. After-Use Battery Inspection System 그림 4. 사용 후 배터리 검사 시스템
표 Table 3. Kona Electric Vehicle Battery Electrical Specification 표 3. 코나 전기자동차 배터리 전기 스펙
표 Table 4. Electric Vehicle Inspection Specification(For Kona) 표 4 전기자동차 검사 스펙(코나의 경우)
그림 Figure 5. Battery capacity by time using full charge·discharge method(Kona 1) 그림 5. 완전 충·방전 방식을 적용한 시간대별 배터리용량(코나 1)
그림 Figure 6. Maximum voltage and minimum voltage of cell voltage by time zone(Kona 1) 그림 6. 시간대별 셀 전압의 최대전압과 최소전압(코나 1)
그림 Figure 7. Battery capacity by time using full charge·discharge method(Kona 2) 그림 7. 완전 충·방전 방식을 적용한 시간대별 배터리 용량(코나 2)
그림 Figure 8. Maximum voltage and minimum voltage of cell voltage by time zone(Kona 2) 그림 8. 시간대별 셀 전압의 최대전압과 최소전압(코나 2)
그림 Figure 9. Battery capacity by time using full charge·discharge method(Kona 3) 그림9. 완전 충·방전 방식을 적용한 시간대별 배터리 용량(코나 3)
그림 Figure 10. Maximum voltage and minimum voltage of cell voltage by time zone(Kona 3) 그림 10 시간대별 셀 전압의 최대전압과 최소전압(코나 3)
표 Table 5. SOH and Voltage deviation 표 5. SOH와 전압 편차

참고문헌 (9)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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