연축전지와 슈퍼커패시터를 이용한 하이브리드형 전동 휠체어의 구현 (Implementation of the Electric Wheelchair for Hybrid Type Using Lead-acid Battery and Super Capacitor)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 24권 / 3호 / 40 ~ 48페이지
· 저자명 : 이예빈, 이민행, 김지명, 한병길, 노대석

초록

최근, 인구 고령화에 따른 교통 약자가 증가하고 있으며, 이에 따라 노약자 및 장애인의 이동의 편리성 향상을위해 전동 휠체어의 보급이 가속화되고 있다. 일반적으로 전동 휠체어는 연축전지를 사용하는데, 순간적인 고출력, 시동꺼짐, 방지턱 걸림, 등이 발생하는 경우, 전동 휠체어 이용자들의 안전성과 연축전지의 수명에 악영향을 미칠 가능성이있다. 따라서, 본 논문에서는 상대적으로 경제적이고 안전성이 높은 연축전지와 출력 특성이 우수하고 수명이 반영구적인 슈퍼커패시터를 결합한 하이브리드형 전동 휠체어의 운용 알고리즘을 제안하고, 저장장치부, 제어장치부, 부하장치부로 구성된 하이브리드형 전동 휠체어를 구현한다. 이를 바탕으로, 하이브리드형 전동 휠체어의 운용 특성을 분석한 결과, 고출력을 필요로 하는 상황에서 출력 특성이 우수한 슈퍼커패시터로 하이브리드형 전동 휠체어를 동작시켜, 기존의 방식보다 높은 c-rate의 전류로 전동 휠체어를 운용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 연축전지에서 높은 c-rate 전류의 방전을방지할 수 있어, 연축전지의 수명 및 전동 휠체어 이용자의 안전성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

영어초록

The commercialization of electric wheelchairs is now being accelerated with the aging of the population to improve the mobile convenience of the seniors and handicapped. On the other hand, the lifespan of the lead-acid battery, which is commonly adopted in electric wheelchairs, and the safety of users may be adversely affected when incidents, such as instantaneous high output power, unexpected engine breakdown, and stuck at speed bumps, occur. Therefore, this paper proposes an operation algorithm for a hybrid electric wheelchair, which is operated using a combination of an economical and safe lead-acid battery and supercapacitor, which has excellent output characteristics and a semi-permanent lifespan and implements a hybrid electric wheelchair composed of a battery, control, and load sections. The test results based on the proposed algorithm of the hybrid electric wheelchair showed that the proposed wheelchair could be operated with a higher c-rate current than the existing ones by discharging a supercapacitor when high output power is in demand. In addition, the lifespan of lead-acid battery and the safety of wheelchair users can be improved by preventing the discharging of the lead-acid battery with the high c-rate current.

참고자료

· 없음