부스트 컨버터의 전류 피크 값에 따른 배터리 수명특성 분석 (Analysis of battery lifetime characteristics with current peak value of boost converter)

서지정보

· 발행기관 : 한국마린엔지니어링학회
· 수록지 정보 : 한국마린엔지니어링학회지 / 41권 / 7호 / 665 ~ 669페이지
· 저자명 : 최정렬, 박경도, 김윤식, 이성근

초록

오늘날 전기자동차, 전기추진선박 등에서는 배터리를 직렬,병렬 또는 직·병렬로 접속하여 에너지원으로 사용하고있으며, 이러한 시스템에 사용하는 배터리에는 리튬폴리머, 리튬인산철 등과 같은 리튬계열의 배터리가 사용되고 있다.
배터리는 휴대전화와 같은 소형 전자기기에서부터 대형 전기기기까지 광범위하고 편리하게 사용하지만, 충·방전 횟수에따라서 배터리의 수명에 영향을 줄 수 있다. 또한 충전전원의 종류와 방전전류의 특성에 따라서도 영향을 받는 것으로알려지고 있다. 주요 방전전류의 특성으로서는 방전전류의 크기를 나타내는 C-rate와 고조파 함유를 나타내는 전류 노이즈이다. 본 논문에서는 배터리를 전원으로 사용하고, 배터리에서 흘러나오는 평균값은 일정하게 유지하면서 전류 피크값(리플)과 고조파 함유율을 달리하는 두 가지 형태의 부스트 컨버터를 사용하여 배터리 방전전류의 피크값에 따른 배터리수명이나 몸체 온도가 어떻게 달라지는지를 분석하고, 관찰하였다. 300회 방전 후의 내부저항을 측정하고, 방전이 진행되는 도중에 열화상카메라로 배터리의 외관을 촬영한 결과 , 방전전류의 피크 값이 높을수록 배터리의 수명이 짧아진다는 것을 확인하였다.

영어초록

At present, batteries connected in series, parallel, or series–parallel are used as energy sources in electrically propelled ships and other electric vehicles. In addition, lithium-based batteries, such as lithium polymer and lithium phosphate batteries, are widely used in these systems. Even though such batteries are used in a variety of electronic devices, from small devices such as mobile phones to larger devices, their lifespans are affected by a number of factors, including the number of charge and discharge cycles they undergo, the types of power sources they use for charging, and the characteristics of their discharging currents. The characteristics of the main discharge current are the C-rate, which represents the magnitude of the discharge current, and the current noise, which represents the harmonic inclusion. In the present study, we designed a boost converter that, when connected to the battery, could control both its peak value (ripple) and its harmonic content, while allowing it to maintain a constant output current. Moreover, we analyzed and observed the changes in both its lifetime and temperature, with respect to the peak value of its current using images collected by a thermal imaging camera over 300 discharge cycles, as well as internal resistance measurements made after the last cycle. Ultimately, it was confirmed that the battery life shortened as the peak value of the discharge current increased.

참고자료

· 없음