초록
배터리는 휴대폰, 전기자동차, 무인잠수정 등과 같은 분야에서는 주 동력원으로 사용되고, 일반 자동차에서는 시동기 또는 램프구동용으로 사용되며, 일반 선박에서는 비상전원으로 사용되고 있다. 2차 전지로는 납축전지와 리튬이온 배터리를 많이 사용하고 있으며, 납축전지는 가격이 비교적 저렴하고 안전하다. 리튬이온전지는 에너지 밀도가 높고 출력이 우수하며 수명이 긴 장점이 있으나 공기 중의 수분과 반응하여 폭발의 위험성을 가지고 있다. 그러나 최근에는 방수, 방염, 방진 기술의 발달에 힘입어 리튬배터리의 사용이 증가하고 있고, 특히 하이브리드 선박 및 전기추진 선박 등의 주동력원으로 사용될 만큼 그 사용범위가 점점 넓어지고 있으므로 좀 더 엄격한 배터리의 관리가 필요하다. 하이브리드 선박에서는 500kWh 이상의 대용량 동력원을 만들기 위하여 셀(Cell) 단위로 이루어진 수십 개의 리튬배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 배터리 점검에 필요한 검출 전압, 전류 및 온도 데이터들을 관리용 서버로 보내 주는 유선 점검 및 감시시스템을 구현하는 데에는 많은 전선과 통신 모듈이 필요하다. 본 논문에서는 직렬통신 모듈보다 가격이 저렴하고 전선을 사용하지 않는 저 전력 블루투스(Bluetooth low energy, BLE) 무선통신 모듈과 전력선 모뎀을 사용하여 하이브리드 선박용 리튬배터리 저가형 점검 및 감시시스템을 구현하고자 한다. 배터리의 점검요소에는 잔존용량(State of charge, SOC)과 잔존수명(State of health, SOH)이 있으며, 제안한 시스템은 이들을 규칙적으로 점검하여 배터리의 수명 예측과 예방 정비를 할 수 있기 때문에 안전사고를 방지할 수 있을 것으로 전망된다.
Batteries are used for main power engine in the fields such as mobiles, electric vehicles and unmanned submarines, for starter and lamp driver in general automotive, for emergency electric source in ship. These days, lead-acid and the lithium ion batteries are increasingly used in the fields of the secondary battery, and the lead-acid battery has a low price and safety comparatively, The lithium ion battery has a high energy density, excellent output characteristics and long life, whereas it has the risk of explosion by reacting with moisture in the air. But Recently, due to the development of waterproof, fireproof, dustproof technology, lithium batteries are widely used, particularly, because their usages are getting wider enough to be used as a power source for hybrid ship and electric propulsion ship, it is necessary to manage more strictly. Hybrid ship has power supply units connected to the packets to produce more than 500kWh large power source, and therefore, A number of the communication modules and wires need to implement the wire inspection and monitor system(WIIMS) that allows monitoring server to transmit detecting voltage, current and temperature data, which is required for the management of the batteries. This paper implements a low price type wireless inspection and monitoring system(WILIMS) of the lithium ion battery for hybrid vessels using BLE wireless communication modules and power line modem( PLM), which have the advantages of low price, no electric lines compared to serial communication inspection systems(SCIS). There are state of charge(SOC), state of health(SOH) in inspection parts of batteries, and proposed system will be able to prevent safety accidents because it allows us to predict life time and make a preventive maintenance by checking them at regular intervals.
