초록 ▼

□ 개발목표
- 계획 : 새로운 이차전지에 적합한 초 급속 대용량 이차전지 충전기의 개발
①대용량 충전이 가능한 인버터방식의 충전토폴로지 개발(파워웰)
②초 급속 충전을 위한 정전압/정전류 병행 충전 제어기법 개발(건국대)
③충전성능확보를 위한 보호기술, 통신 기반 모니터링기술 개발(파워웰)
④대용량의 충전전류를 위한 구동회로 및 급속충전 기술(건국대)
- 실적 :
①최대전력;50kW,출력전압;500VDC, 출력전류;100A,에너지효율;92%, 리플률;0.38%,사용율;100%
②DSP

□ 개발목표
- 계획 : 새로운 이차전지에 적합한 초 급속 대용량 이차전지 충전기의 개발
①대용량 충전이 가능한 인버터방식의 충전토폴로지 개발(파워웰)
②초 급속 충전을 위한 정전압/정전류 병행 충전 제어기법 개발(건국대)
③충전성능확보를 위한 보호기술, 통신 기반 모니터링기술 개발(파워웰)
④대용량의 충전전류를 위한 구동회로 및 급속충전 기술(건국대)
- 실적 :
①최대전력;50kW,출력전압;500VDC, 출력전류;100A,에너지효율;92%, 리플률;0.38%,사용율;100%
②DSP 탑재에 충전용 정전압, 정전류 병행 충전 제어
③터치판넬 컴퓨터와 연결 C+프로그램으로 제어 및 모니터링기술
④80%충전시 21분이내의 급속충전 실현

□ 정량적 목표항목 및 달성도
1.계획수립 및 자료조사
- 실적 :
①리튬전지의 특성,구조,등가모델, SOC 알고리즘분석
②인버터방식 충전토폴로지 회로 검토
2.입력전원,전력변환회로부 설계 및 제작
- 실적 :
①입력filter100[uH]
②3상정류기회로1200V200A3상 Bridge Diode Module
③DC링크 커패시터800[V]2240[uF]
3.전력제어 드라이브 회로부 설계 및 제작
- 실적 :
①전력제어드라이브;SKHI 22B IGBT Gate Driver
②전력제어 IGBT;200[A]급 SKM 200GB 063D
③방열을 위한 Heat sink;병렬
4.인버터 전력 변압기 설계, 2차 정류부의 설계 및 제작
- 실적 :
①20[kHz]고주파전력변압기;코아;EE118, 1차측권선;15T, 2차권선;21T
②2차정류다이오드;Ultra Fast soft recovery DAC2F100N,DAC2F100P
5.전력부의 Case 및 실장 설계 및 전체조립
- 실적 :
①케이스,전장설계
700*900*1700(W*D*H)
②출력실험용부하장치;50kW 5ohm
6.디지털방식 충전조건 설정 Microprocessor 설계
- 실적 :
①DSP탑재;TMS320F28335
150MHz(6.67-ns)사용
7.Main control부 설계 및 제작
- 실적 :
①TMS320F28335제어보드; 180*145, 전원부;+5V,+15V,-15V, DAC;탑재출력외4개, PWM, ADC, JTAG, SCI통신
8.충전 공정 프로그램의 펌웨어의 개발
- 실적 :
①충전 공정 프로그램 개발
② 급속충전용 풀브리지 컨버터 프로그램 개발
9.디지털 제어를 이용한 정전류 정전압제어 알고리즘 개발
- 실적 : ①리튬이온 배터리 충전과정;TC(Trickle Current), CC(Constant Current), CV(Constant Voltage) 정전류 정전압 제어 알고리즘
10.충전전류, 전압 제어를 위한 CPU의 직접 PWM 파형실험
- 실적 :
①충전전류10A부터 100A까지 변화 출력파형측정
②PWM컨버터 입출력파형과 배터리 충전전류 파형측정
1.통신 네트워크 Interface Board 설계 및 제작
- 실적 :
①터치 판넬 PC; CUPC-200
②Microsoft Visual Studio.Net C# 사용프로그램
③Analog Filter와 D/A converter
2.이차전지 충전상태 Monitoring 기록 프로그래밍
- 실적 :
①자동운전 프로그램;개발언어C# 사용한 Software 개발
②자동충전모드Monitoring 기록
3.전송상태,에러율제어토플로지 설계 및 프로그래밍
- 실적 :
①Auto mode; SOC 그래프활성화
②Manual mode; 배터리상태 그래프
③BMS Monitor
④에러;O/V bat.O/Cbat,O/Vdc,EMG,T/H,Aux
4.병렬 network 운용, 충전기이상상태 개발 및 제작
- 실적 :
①입력전원20%과전압감지
②입력전원150A과전류감지
③입력In-Rush
④출력전류100A이상제한
⑤출력전압 500V이상제한
⑥온도85도과열차단
⑦IGBT전류쇼트방지
⑧이차전지 보호
5. DB 구조 설계 및 관리 프로그램 개발
- 실적 :
①Data 저장-배터리모듈번호,SOC배터리충전상태,배터리모듈전압,셀최대전압,셀최소전압,셀최고온도,셀 최저온도,모듈평균온도,충전전류,팩 전체전압,BMS에러코드등 저장
6. 멀티 입력 전원의 컨버터 설계 및 제작
- 실적 :
①3상 PWM 인버터 10kW급제작; 이력쵸크,IGBT,Control,Drive로구성
7. 다기능화로 입력 전원 회로 설계 및 제작
- 실적 :
①태양광모듈;럭스코사 LXP-2J235T모델
②태양광인버터; 헥쓰파워사 CUPC P-300모델;10[kW]급3상
8. 입력부 구동 컨버터 승압기능 효율 개선 설계 및 제작
- 실적 :
①입력부;3상380V전원;컨버터승압 PWM 제어
②위6항과동일
9. 전력 제어 Switch 설계 및 제작
- 실적 :
①PC화면수동운전모드-Solar선택-별도설정화면,설정값지정-입력스위치전환
10. 전체 시스템 구성 및 실험
- 실적 :
①전체 시스템 구성; 380V3상 전원 50kW출력충전실험
②충전전류대별로전류,전압,온도파형측정
11.충방전실험
- 실적 :
①리튬폴리머배터리(444[V] 40[Ah]) 정전류모드충전실험
②100A;15분80%충전시간소요,80A; 약20분충전시간소요,10.2℃증가.

□ 기대효과
초 급속 충전을 통해 충전 시간 단축으로 전기자동차의 보급에 있어 가장 큰 문제점을 해결하였으므로, 본 연구를 통해 개발된 기술을 양산화 할 경우 높은 경제 효과가 예상되고 본 기술을 활용한 다양한 이차전지의 충전기로 활용될수 있다. 또한 차세대 고효율 전력변환 기술과 IT융합 기술을 적용한 고효율 에너지기기의 개발 기술에 기여하고 신재생 에너지와 전기자동차 산업에 크게 기여할 수있다.

□ 적용분야
①전기자동차 충전소
②전기자동차 가정용 충전기
③각 종류별 이차전지의 충전기

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 중소기업 기술개발사업 최종보고서 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 서 (초 록) ... 4
• 목차 ... 7
• 제 1 장 개발기술의 개요 ... 9
• 제 1 절 개발기술의 개요 및 필요성 ... 9
• 1. 개발 기술의 개요 ... 9
• 2. 개발 기술의 필요성 ... 11
• 제 2 절 국내 · 외 관련 기술의 현황 ... 15
• 1. 국내 관련 기술 현황 ... 15
• 2. 국외 관련 기술 현황 ... 17
• 제 3 절 국내 · 외 시장 현황 ... 17
• 1. 국내 시장현황 ... 17
• 2. 국외 시장 현황 ... 19
• 제 2 장 개발목표 및 개발내용 ... 21
• 제 1절 기술개발 목표 ... 21
• 1. 최종 목표 ... 21
• 2. 구체적 개발 목표 ... 21
• 3. 목표 사양 ... 24
• 제 2절 세부 개발 내용 및 방법 ... 25
• 1. 기술개발 내용의 개요 및 평가 ... 25
• 2. 세부 개발내용 및 방법 ... 40
• 제 3 장 성과요약 및 기대효과 ... 166
• 제 1절 핵심 개발성 및 독창적 핵심 기술 ... 166
• 1. 핵심 기술 및 차별화 전략 ... 166
• 2. 핵심 개발성의 유형 무형 성과 (논문, 특허 등) ... 166
• 3. 시제품 제작 ... 170
• 제 2 절 기대효과 ... 171
• 1. 경제 산업적 측면의 기대효과 ... 171
• 2. 기술적 측면의 기대 효과 ... 172
• 제 3 절 개발기술을 적용한 제품화, 양산․마케팅 전략 및 계획 ... 174
• 1. 개발기술을 적용한 제품화 ... 174
• 2. 양산․ 마케팅 전략 및 계획 ... 174
• 끝페이지 ... 177