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리튬이온 배터리의 다중밸런싱 배터리팩 및 관리시스템
Pack and Battery Management System for Multiple Balancing of Li-ion Battery 원문보기

전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집, 2016 Nov. 25, 2016년, pp.81 - 82  

남종하 ((주)에코아이)

초록
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최근 퍼스널 모빌리티 분야에 적용되는 배터리는 대부분 리튬계열 배터리가 차지하고 있다. 각광받는 이유로는 작은 부피, 무게에 비해 큰 용량을 가지는 장점이 있고 셀당 전압의 경우에도 기존 니켈수소 및 카드뮴 등과 같은 수계전해액의 전지에 비해 3배 정도 높다는 장점을 가진다. 이러한 리튬이온배터리를 제품에 적용하기 위해서는 직병렬 구조의 팩 단위로 구성하여야 하며, 단일 셀이 아닌 다수의 셀 조합이기 때문에 충방전을 진행하는 과정에서 직렬구성 셀의 특성이 달리지게 되어 최종적으로는 전압의 차로 검출되게 된다. 이러한 전압의 차는 배터리의 용량을 저감시키고 특정 셀에 스트레스를 가중시켜 셀의 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 반면 표준충전시에는 만충전 부근의 임의 시점에서 1차적인 밸런싱 동작을 수행하며, 급속충전 시에는 충전전류의 증대로 인한 전압의 상승폭이 커짐에 따라 1차 밸런싱 시점보다 다소 높은 전압영역에서 2차적인 밸런싱을 수행하는 이중 밸런싱은 충전방식에 따라 밸런싱 전류를 증대함으로써 완전충전 및 밸런싱 시간을 최소화하는 장점을 가진다. 본 논문에서는 충전과 방전을 반복하는 다셀이 직렬로 구성된 리튬 이차전지 배터리팩을 제작하고 셀간의 편차를 해소하기 위한 셀 밸런싱은 2단으로 구성되도록 적용하여 완속 및 급속충전시 능동적으로 대응이 되도록 하였다. 또한 향후 배터리팩의 잔량검출을 위해 OCV 특성곡선에 기반한 SOC 알고리즘을 개발하였다.
  • 본 논문에서는 퍼스널 모빌리티 등에 적용되는 리튬이차전지의 다중밸런싱에 대해 고찰하고 해당 기능이 포함된 배터리 관리시스템 및 배터리팩을 제작하였다. 또한 제작된 배터리팩에 대해 방전용량시험을 수행하여 15Ah급 배터리팩은 자체시험에서는 14.
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