PI 상태관측기를 이용한 리튬폴리머 배터리의 충전상태 추정 및 검증 :Verification and Estimation of the State Of Charge for a Lithium Polymer Battery using PI observer

이준원

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이준원 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 차한주

발행연도: 2016

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2016

PI 상태관측기를 이용한 리튬폴리머 배터리의 충전상태 추정 및 검증

이준원 전기공학과 2016.01 학위논문

2015

PI 상태관측기를 이용한 리튬폴리머 배터리 SOC 추정

이준원 , 조종민 , 김성수 외 1명 전력전자학회논문지 2015.04 학술저널

2014

PI 상태관측기를 이용한 리튬폴리머 배터리 SOC 추정

이준원 , 신규범 , 차한주 전력전자학회 학술대회 논문집 2014.11 학술대회자료

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In this paper, the lithium polymer battery(LiPB) is simply expressed by the primary RC equivalent model and PI state observer is designed in the Matlab/Simulink.The non-linear relationship with the OCV-SOC is represented by linearized with 0.1pu intervals, using a battery parameters obtained by the constant-current pulse discharge. A state equation is configured by the battery parameters. The state equation which is applied Peukert''s law can estimate SOC more accurately. In order to analyze the SOC estimation capability, reduced Federal Test Procedure(FTP-72) current profile is utilized using a bi-directional DC-DC converter at temperature(0℃, 25℃). PI state observer which is designed in this paper appears SOC estimation error rate ± 2% in any of the initial SOC state. The PI state observer is confirmed that it has a strong SOC estimation performance despite the disturbance such as modeling errors and noise.

1. 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 2
1.3 논문개요 3
2. 리튬 2차전지 모델링 및 파라미터 추출방법 4
2.1 2차전지의 개념 및 종류 4
2.2 배터리 등가모델 9
2.2.1 R 등가모델 9
2.2.2 1차 RC 등가모델 10
2.2.3 2차 RC 등가보델 11
2.3 배터리 파라미터 추출방법 12
2.3.1 0 환경에서 C-rate에 따른 정전류 펄스방전 13
2.3.2 25 환경에서 C-rate에 따른 정전류 펄스방전 17
2.4 Peukert 법칙 21
2.5 Voc-SOC 관계 24
3. PI 상태관측기 설계 27
3.1 상태관측기 개요 27
3.1.1 비례(P) 상타관측기 27
3.1.2 비례-적분(PI) 상태관측기 29
3.2 PI 상태관측기 설계 30
3.3 PI 상태관측기 가관측성 판별 33
3.4 Matlab/Simulink 모델 35
4. 실험장비 구성 및 실험 방법 39
4.1 실험장비 구성 39
4.1.1 리튬폴리머 배터리 41
4.1.2 150W급 양방향 DC-DC 컨버터 42
4.1.3 제어보드 44
4.2 FTP-72 전류 레퍼런스를 이용한 실험 방법 45
4.2.1 FTP-72(Federal Test Procedure) 45
4.2.2 SOC 추정 실험에 사용된 전류 레퍼런스 46
5. 시뮬레이션 및 실험 결과 47
5.1 0 환경에서 SOC추정 시뮬레이션 결과 47
5.2 0 환경에서 SOC추정 실험 결과 48
5.3 25 환경에서 SOC추정 시뮬레이션 결과 49
5.4 25 환경에서 SOC추정 실험 결과 50
6. 결론 52
참고문헌 53
Abstract 56

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