SoC 정밀예측을 통한 배터리 셀 밸런싱 전류제어 알고리즘

김승권 고려대학교 대학원 2020 국내석사

전기자동차, HEV(Hybrid Electric Vehicle), ESS(Energy Storage System)와 같이 리튬계열 2차전지를 사용하는 시스템은 고전압의 출력과 가용 시간을 증가시키기 위하여 배터리 팩을 직, 병렬 구조인 스택(Stack) 구조를 사용한다. 리튬계열 2차전지는 초기 생산 시 최대 충전량, 내부저항의 미세한 차이를 보이며 사용하는 환경 즉, 방전 심도 (DoD : Depth of Discharging), 충, 방전 사이클, 온도 등의 영향으로 인하여 성능이 저하된다. 스택 구조를 사용하는 배터리 팩을 충, 방전할 때 배터리가 최대 충전 전압, 최대 방전 전압, 과전류 차단 등 배터리를 보호하기 위한 수단으로 배터리 관리 시스템(Battery Management System)이 사용된다. 배터리 관리 시스템은 충전 시 배터리 셀 간 균형을 맞추기 위하여 수동형 셀 밸런싱(Passive Cell Balancing) 기법과 능동형 셀 밸런싱(Active Cell Balancing) 기법을 사용한다. 수동형 셀 밸런싱 기법은 충전 시 배터리 셀 간 균형을 맞추기 위하여 션트 저항(Shunt Resistor)을 사용하여 잔존용량(SoC : State of Charge)이 가장 높은 배터리 셀을 방전시킨다. 수동형 셀 밸런싱 기법은 구조적으로 간단하고 구현하기 쉽지만, 능동형 셀 밸런싱 기법과 비교하여 전력 손실이 크며 션트 저항의 발열로 인하여 온도를 낮추기 위한 수단이 필요하다. 능동형 밸런싱 기법은 배터리 셀 간 전하 전달 방식을 사용하며 커패시터, 다권선 변압기, DC-DC 컨버터를 사용하는 방식으로 나눌 수 있다. 능동형 셀 밸런싱 기법의 기본 원리는 전력 손실이 발생하지 않는 방법으로 배터리 셀 간 전하 이동을 통하여 균형을 맞추는 것이다. 이 기법은 기본적으로 수동형 셀 밸런싱 기법과 비교하여 충전 속도가 빠르고 전력 효율이 높다는 장점이 있다. 반면 셀 밸런싱 제어 알고리즘이 복잡하고 수동형 셀 밸런싱 회로와 비교하여 잦은 충, 방전으로 인한 배터리 셀의 수명이 저하된다는 단점이 있다. 수동형, 능동형 셀 밸런싱 기법은 모두 구조적 개선을 통한 충전 속도 향상, 에너지 효율을 증가시켰다. 하지만 충, 방전 시에는 배터리 셀의 SoC를 고려하지 않는다. 특히 수동형 셀 밸런싱 기법에선 션트 저항을 통한 방전으로 인해 유동적으로 변화하기 때문에 각 배터리 셀이 100% 잔존용량에 도달하는 시간은 예측이 어렵다. 능동형 셀 밸런싱 기법 또한 지속적인 스위칭을 통하여 밸런싱하기 때문에 충전 시간을 예측하기 어렵다. 본 논문이 제안하는 알고리즘은 각 배터리 셀의 잔존용량을 정밀하게 예측하여 충, 방전 전류를 제어함으로써 모든 배터리 셀이 같은 시간에 완전충전 전압, 완전방전 전압에 도달할 수 있도록 하였다. 제안하는 알고리즘의 핵심은 충전 과정과 방전 과정으로 나눌 수 있다. 먼저 기존 밸런싱 기법의 문제점인 충전 과정에서 인위적으로 배터리를 방전시키는 것을 제거하였다. 이 부분은 충전 과정에서 각 배터리 셀의 잔존용량을 예측하여 충전 전류를 제어하기 때문에 각 배터리 셀이 같은 시간에 100% SoC에 도달하여 충전 시간을 단축할 수 있다. 방전 과정에서는 각 배터리 셀의 잔존용량 예측을 통해 방전 전류를 제어한다. 따라서 제안하는 알고리즘은 SoC 편차로 인하여 조기에 전체 배터리 팩이 중단되는 것을 방지함으로써 가용 시간을 증가시킬 수 있다. 실험결과 SoC 예측 알고리즘 비교를 통해 SoC 예측 오차를 0.26%까지 감소시켰으며, 수동형 셀 밸런싱 기법과 동일 조건으로 비교하여 SoC 편차가 작을 때 충전 시간을 최대 9.2% 단축하고 가용 시간을 최대 7.8% 증가시켰다.

SoC 전구간에서의 임피던스 스펙트럼을 이용한 리튬이온 배터리의 잔존 수명 평가를 위한 뉴로 퍼지 시스템

김민성 숭실대학교 대학원 2022 국내석사

리튬이온 배터리는 이동용 전원으로서 요구되는 여러 가지 필요 조건들을 만족시켜 다양한 분야에서 사용이 확대되고 있다. 리튬 배터리를 평가하는 방법 중 임피던스 파라미터를 추출하고 싸이클 횟수를 예측하여 잔존수명을 확인하는 뉴로 퍼지 모델이 기존에 제안되었지만, 측정하려는 배터리의 충전 상태(State of Charge, SoC)를 100%로 하지 않으면 추정 모델이 적절한 예측값을 출력할 수 없는 문제가 있었다. 그래서 본 논문에서는 SoC 레벨을 나누어 각각 임피던스 파라미터를 측정하고 뉴로 퍼지 시스템의 입력 데이터로 사용하여 싸이클 횟수를 추정하는 뉴로 퍼지 모델을 구성하였다. 3개의 Samsung Galaxy S9+ 리튬 배터리를 1000 싸이클 테스트로 노화시키면서 EIS 테스트를 통해 AC 임피던스 스펙트럼을 측정하고 SoC 0%부터 100%까지 총 6개의 SoC 레벨로 분류하였다. AC 임피던스 스펙트럼은 등가회로 모델을 통해 임피던스 파라미터로서 값을 추출하였다. 리튬 배터리를 측정해서 얻은 임피던스 파라미터를 통해 단일 배터리 모델 및 다중 배터리 결합 모델을 만들고 측정값과 예측값 사이의 오차 지표를 분석하여 여러 SoC 레벨과 리튬 배터리들을 사용한 추정 모델이 구성 가능하다는 것을 검증하였다. 단, 노화 과정에서 리튬 배터리 간의 차이가 크게 나타나는 데이터는 본 추정법을 사용하기 어렵다는 한계점을 논의한다. A lithium-ion battery satisfies various requirements required as a mobile power source, and its use is expanding in various fields. Among the methods of evaluating a lithium battery, Neuro fuzzy model, which extracts impedance parameters and predicts cycles and checks the remaining life, has been proposed, but the estimated model could not output an appropriate prediction value unless the State of Charge (SoC) of the battery to be measured is 100%. Therefore, in this paper, Neuro fuzzy model was constructed to estimate the cycle count by dividing the SoC level, measuring the impedance parameter, and using it as input data of the Neuro fuzzy system. While three Samsung Galaxy S9+ lithium batteries were aged by 1,000 cycles, the AC impedance spectrum was measured through the EIS test and classified into a total of 6 SoC levels from 0% to 100%. The AC impedance spectrum extracted values as impedance parameters through an equivalent circuit model. It was verified that a single battery model and a multi-battery combination model could be formed using impedance parameters obtained by measuring a lithium battery, and an error index between measured and predicted values could be analyzed. However, the data, which shows a large difference between lithium batteries during aging, discusses the limitations that this estimation method is difficult to use.

SoC 환경에서의 효율적인 테스트 스케줄링 알고리듬

임정빈 연세대학교 대학원 2005 국내석사

SoC (System-on-Chip) 기술의 사용이 증가하고 SoC의 테스트에 사용되는 비용이 증대되면서 이를 줄이기 위한 연구가 중요해졌다. 이에 본 논문에서는 SoC 테스트 비용의 절감과 직결되는 테스트 시간을 줄이는 효율적인 테스트 스케줄링 알고리듬을 제안한다. SoC에 내장되는 개별 코어의 TAM 폭을 사각형의 세로로 표현하고, 테스트에 걸리는 시간을 사각형의 가로로 표현하는 사각형 표현법으로 코어를 모델링하여 테스트 스케줄링에 사용한다. SoC의 개별 코어의 테스트 시간을 최적화하기위해 One-element-exchange 알고리듬을 제안하였고, 전체 SoC의 테스트 시간을 최적화하기 위하여 RAIN (RAndom INsertion) 스케줄링 알고리듬을 제안하였다. RAIN 스케줄링 알고리듬은 사각형으로 모델링된 코어들의 위치 관계를 표현하기 위해 sequence pair 구조를 이용하며, sequence pair의 삽입 특성을 이용하여 코어들을 하나씩 삽입하면서 스케줄링하여 전체 SoC의 테스트에 걸리는 시간을 최소화한다. 또한 테스트 파워를 추가적인 제약 사항으로 고려할 수 있도록 파워를 고려한 RAIN 스케줄링 알고리듬으로 확장하였다. 비록 적용 범위가 제한적이지만 RAIN 스케줄링의 임의성이라는 약점을 보완하면서, 작은 SoC 벤치마크 회로들에 대해서 SoC 테스트 시간의 하한 값을 제시해줄 수 있는 DIN (Deterministic INsertion) 스케줄링 알고리듬을 제안하였다. ITC''02 SoC 벤치마크 회로를 이용한 실험 결과 제안된 스케줄링 알고리듬은 기존의 알고리듬과 비교하여 대부분의 경우에서 더욱 향상된 스케줄링 결과를 얻을 수 있었다.This thesis presents an efficient test scheduling algorithm for SoC (System-on-Chip). Reducing the test application time is an important issue for a core-based SoC test. In this thesis, each core is represented by a rectangle, the height of which is equal to the TAM width and the width of which is equal to the test time. The one-element-exchange algorithm is used for optimizing the test time of each core and The RAIN (RAndom INsertion) scheduling algorithm is used for optimizing the test time of SoC. The RAIN scheduling algorithm uses a sequence pair to represent the placement of rectangles, and obtains the optimized results by inserting into a random position on the sequence pair. The power-constrained RAIN scheduling algorithm is also proposed to consider the power consumption during SoC test. Though the range of application is restricted, The DIN (Deterministic INsertion) scheduling algorithm, which gives the lower limit value of test application time for small SoC Benchmarks, is also proposed. The results of the experiments conducted using ITC ''02 SoC benchmarks show that the proposed algorithm gives the shortest test application time compared with earlier researches for most of the cases.

SOC 사업의 조달을 위한 시설정보 모델 : 도로공사를 중심으로

김태학 慶熙大學校 2000 국내석사

지금까지 진행되어진 SOC 사업은 사업단계에서 단계별 연계성 부족과 사업집행체계의 비효율성 등 많은 비용을 투자함에도 불구하고 효율적인 측면에서 많은 문제점들을 발생시켜 왔다. 따라서, 본 연구에서는 각 단계에 대한 정확한 분석과 표준화된 관리 절차를 위해서 우선 SOC 시설물의 조달을 효율적으로 하기 위한 시설정보 모델의 원형을 제시하고자 한다. 건설 제 단계에 있어 조달 및 시공단계의 체계와 문제점에 대해 간단히 고찰해보고, SOC 시설물 중 도로공사를 중심으로 각 시설물과 공정마다의 물리적 특성과 조달 관리의 업무를 파악한다. 시설정보 모델을 제시하기 위해서 국내의 건설기술연구원에서 밝힌 정보표준분류체계를 통해 표준시설물의 구성요소에 대한 연구, 시방서, 내역서, 건설교통부의 물량산출기준 등을 통한 개략적인 공사원가의 산정이나 사업비 관리의 측면에서 활용성에 대한 연구가 행해졌다. 여기서 시설정보 모델이란 프로덕트 모델의 개념을 적용한 것으로 SOC 시설물 중 도로시설물을 표준분류체계를 통해 분류화 작업을 하고 시설물별, 공종별로 필요한 정보를 모델화 시킨 것이다. 시설정보 모델의 역할은 조달·시공단계에서 각 공정에 필요한 즉 자재, 장비, 인력, 기술, 행위(경영, 관리, 시험, 검사)등의 정보를 통해 SOC 사업을 수행하는데 적재, 적소, 적시에 조달할 수 있는 체계를 구축하는데 있다. 본 연구에서 제시된 시설정보 모델은 조달 및 시공관리 단계에서 참여조직 간의 의사소통을 원활히 하고 이를 통해 공정, 사업비, 품질 등 시공과정에 필요한 제반 기능들이 효율적으로 연계될 수 있도록 한다. 이는 발주자 측면에서는 관리의 목적으로 활용될 수 있으며 기타 관련 참여주체들에게도 시공관리 업무의 표준지침으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The SOC projects have caused many problems on the project for the lack of connection of project phase in the efficient aspects. The purpose of this thesis was to identify each phase of project and then, propose the prototype of Facility Information Model, in order to provide the standard procedure for the project management practices. First, the general phase of construction was examined to find problems in current procurement and construction phase. Second, the physical characteristics and the procurement and management task of each facility and work package were identified. Before proposing the Facility Information Model, structural elements for a selected type of facility were identified by using the domestic standard construction information classification of the KICT(Korea Institute of Construction Technology). In addition, approximate cost estimation and its utilization were studied by the specification and the bill of quantity, the standard method of measurement of MOCT(Ministry Of Construction and Transportation). The Facility Information Model, which was applied concept of the product model, was to modelize the required information for the facility or work. It will play a major role to provide procurement system of the SOC projects with the information of resources and equipments, technologies and so on which will facilitate the procurement management. The overall result of the research reported in this thesis was that the Facility Information Model approach can be used to ease the communication of participants and, as a result, to connect the whole phase efficiently. and what's more, owners can utilize it for managing of the project, other participants also can use it as the standard guide of construction management.

Highly Functional And Effective Ceramic Coatings For Solid Oxide Cell (SOC) Interconnects

최재린 과학기술연합대학원대학교 한국에너지기술연구원(KIER) 2024 국내박사

고체산화물 연료전지(SOFC)와 고체산화물 수전해전지(SOEC)의 주요한 부품인 금속 분리판은 단전지를 전기적으로 연결하고 인접한 전지에 공급되는 연료와 산소(공기)를 분리하는 역할을 한다. 일반적으로 표면 안정성을 개선하 고 산화극의 Cr 피독을 완화하기 위해 Ferrite 계 소재의 Fe-Cr 분리판 표면을 Spinel 계 전도성 산화물로 보호 코팅하여 사용한다. 본 논문에서는 효과적인 금속 분리판 보호 코팅 공정과 소재에 대한 연구를 통해 이러한 문제를 해결 하고자 한다. 먼저, 대표 보호 코팅 소재인 Mn-Co 스피넬을 신규 기법인 화학 적 보조 전착법(CAED)으로 제작하여 모수 조절을 통한 최적화 연구와 시험법 을 통해 전기적 성능과 내구성을 검증한다. 나아가, CAED 최적화 연구를 효과 적으로 활용하기 위해 막 접착력 향상과 장기 내구성 강화를 목적으로 Cu 전 기 도금 피막을 버퍼층으로 적용한 하이브리드 코팅 방법을 제안하고 성능 평 가를 통해 코팅 소재와 방법의 우수함을 입증한다. 후반부에는 이와 더불어 튜 브타입 및 세그먼트 타입 SOC용 세라믹 연결재 소재인 SLTM 페로브스카이트 코팅막의 효율적인 제작 방법도 제시한다. 주요단어(Key words) : 고체산화물셀, SOC 연결재, 금속 분리판, 보호 코팅, 도금, 화학보조 전기화학 코팅, 크롬피독 방지, 스피넬 산화층, 페로브스카이트 High-temperature solid oxide cell (SOC) systems represent a significant approach to addressing global climate change, as they operate in reversible modes between solid oxide fuel cell (SOFC) and solid oxide water electrolyzer configurations. This versatility makes them an attractive option for the conversion and storage of renewable energy sources. However, high costs and limited lifespans are currently hindering the commercialization of SOCs. These challenges are in part related to the degradation of ferritic stainless steel interconnects as follows. One of the main challenges with ferritic stainless steel interconnects is the increase of electrical resistance due to the growth of chromia oxide scales, and the other one is poisoning of the SOFC cathode from Cr(VI) species vapor. This thesis investigates using protective spinel oxide coatings to alleviate these problems. It is widely accepted that coatings with a ceramic spinel base are highly effective in retarding the oxidation of ferritic stainless steel and providing low electrical resistivity. The first part of this thesis introduces a new method for applying an effective (Mn,Co)3O4 spinel protective coating, called Chemically Assisted Electrodeposition (CAED). A parametric study was conducted to identify the optimal conditions for the deposition of a (Mn,Co) 3O4 spinel coating on STS substrates in a more economical and efficient manner. The study employed a wet plating-based deposition method and involved the optimization of several key parameters. The results provide insights into the optimal conditions for effectively coating (Mn,Co) 3O4 spinel on STS substrates. Subsequently, the performance was validated through high-temperature and long-term tests. The further study proposed a two-step hybrid coating involving the deposition of a buffer layer by electroplating. This novel method enhances the durability and adhesion of the coating film. In addition, the final part presents innovative fabrication methods for ceramic interconnects used in non-planar SOCs. Key words : SOC(Solid Oxide Cells), SOC Interconnects, Metallic Interconnects, Protective Coating, Spinel Oxide, Cr Poisoning

SOC參與에 따른 民間企業의 投資財源 調達 方案 : Project Financing을 中心으로

안인철 慶熙大學校 大學院 1997 국내석사

SOC 施設擴充을 위한 民資誘致 促進方案에 關한 硏究 : 全羅南道 事例를 中心으로

최오주 전남대학교 행정대학원 1998 국내석사

Although the demand for Social Overhead Capital(SOC) Facilities is growing in accordance with economic growth and national land development, the available resources in public sector in Korea for the sufficient supply of SOC are quite limited. It is therefore these financial constraints in public sector are forced to consider the promotion measures for the active participation of private capital. The purpose of this thesis is to establish the expansion strategy for the utilization of private sector in regional infrastructure projects. This study consists of five chapters. In Chapter One, the purpose, scope and method of the study are suggested as the introduction Chapter. Theoretical aspects of the private sector participation in SOC projects are reviewed including relevant institutional measures in Chapter Two. In the following Chapter, the realities of the private capital participation in SOC projects are fully analyzed with particular references to Chonnam Province. With the consideration of the analysis, the expansion measures of the private sector participation are suggested after the screening its constraints and/or problems. Finally, summaries and recommendations are proposed in the concluding Chapter. The constraints of private sector participation in SOC projects are mainly arising from the high risk with poor returns compared the huge project funds with the long project period and the insufficient incentive tax system for the participants. To improve the investment conditions for the private participants, various incentive systems are urgently needed in terms of tax and financial supports including the deregulation measures. The investment conditions of SOC projects in Chonnam Province is relatively poor compared with the competing regions. To improve the conditions, the introduction of partnership development between the public and the private sectors is required. The public capital should be allocated to the basic public infrastructure projects while the private capital to the more lucrative ones.

한국 지역별 자본스톡 추계 및 공간패널모형을 이용한 사회간접자본(SOC)의 최적규모 연구

공준현 중앙대학교 대학원 2016 국내박사

본 논문의 목적은 재정투자의 경제적 기준점으로써 사회간접자본의 최적규모를 산정하고 지역별 사회간접자본의 적정성을 분석하는데 있다. 이를 위해 1997년부터 2012년까지 16개 시도(서울, 부산, 대구, 인천, 광주, 대전, 울산, 경기, 강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주 등)의 SOC스톡과 민간자본스톡을 추계하고 그 자료를 공간패널모형(SAR, SEM, SDM)으로 실증분석하였다. 도출된 분석결과와 그 시사하는 바는 다음과 같다. 첫째, 우리나라 사회간접자본(SOC)은 분석기간(1997~2012년) 내내 최적규모에 미달하였고, 최적규모에 가장 근접했던 2002년 이후부터 2012년까지 SOC 과소상태는 점차 심화되고 있는 것으로 분석되었다. 이는 SOC 과소상태로 인한 경제비효율이 심화되고 있음을 의미하는 것이다. 그러므로 SOC한계생산성이 민간자본한계생산성과 일치될 때까지 SOC 성장률을 민간자본 성장률 이상으로 증가시킬 필요가 있다. 둘째, 2012년 현재 SAR분석은 16시도 전 지역에서 SOC가 과소한 것으로 나타났고 SEM분석은 인구 고밀도지역(특별·광역시와 경기도)에서는 과소하나 인구 저밀도지역(경기도를 제외한 모든 道)에서는 대체로 최적규모에 근접한 것으로 분석되었다. 그러므로 사회간접자본(SOC)은 고밀도지역을 중심으로 공급시켜 고밀도지역 SOC한계생산성이 민간자본한계생산성 수준에 이르도록 해야 할 것이다. 그러할 때, 고밀도지역의 성장은 물론 인접한 저밀도지역에도 높은 수준의 공간외부효과가 작용하게 되어 궁극적으로 국가경제의 효율성이 극대화될 수 있을 것으로 사료된다. 셋째, 2012년도 SAR분석에서, 간접효과의 전국단위 SOC한계생산성배율은 3.970으로 사회간접자본(SOC)이 민간자본에 비해 인접지역 경제로의 파급효과가 약 4배가량 크게 추정되었다. 이는 앞서 직접효과를 통해 분석한 SOC한계생산성 이외의 부가적인 외부효과이다. 따라서 개별지역의 한계생산성 관점이 아닌 국가 전체적인 관점에서 이러한 간접효과(외부효과)도 포함시킬 경우 민간자본 대비 사회간접자본(SOC)의 생산효과 측정치는 더 커질 것으로 예상된다. The purpose of this study is to estimate the optimal level of social overhead capital (SOC) and to evaluate the each region’s appropriateness of SOC. To this end, SOC stocks and private capital stocks of 16 cities and provinces from 1997 to 2012 were calculated and the empirical analysis that employed spatial panel data models that include SAR, SEM, and SDM was conducted based on the data. The results of the analysis and its implication are as follows: First, Korea’s SOC fell short of its optimal level during the time for analysis from 1997 to 2012, and the capital crunch had been gradually aggravated from 2002, when it was the nearest to the optimal amount, to 2012. This implies economic inefficiency caused by shortage of SOC has been intensifying. Therefore, SOC growth needs a boost to outpace private capital growth until SOC’s marginal productivity catches up with that of private capital. Second, SAR analysis of current data (as of 2012), revealed that SOC is in short supply in all 16 cities and provinces. SEM analysis found that SOC levels were lower than the optimal level in densely populated regions (Seoul, Busan, Daegu, Incheon, Gwangju, Daejeon, Ulsan, Gyeonggi Province), but were close to optimum point in sparsely populated regions (all the other provinces except Gyeonggi). Therefore, more SOC should be provided for densely populated regions to bring SOC’s marginal productivity to close to that of private capital. This is expected to encourage growth of densely populated regions as well as to generate powerful external effect of space in adjacent regions with low population density, ultimately improving national economy’s efficiency. Third, in SAR analysis conducted in 2012, indirect effect’s nationwide SOC’s marginal productivity was recorded at 3.970, quadruple of private capital’s indirect effect on adjacent regions’ economy. This is additional external effect, apart from SOC’s marginal productivity based on its direct effect, as its analysis mentioned here above. Therefore, if such indirect effect is also factored into, SOC’s impact on productivity will be become larger than the previous result.

생활SOC 복합화 시설의 이용편의성과 설계에 관한 연구

황인혁 인천대학교 대학원 2025 국내석사

This study aims to analyze the composition and usage characteristics of Common Use Spaces in Life SOC Complex Facilities and derive design elements to enhance User Convenience. While traditional large-scale SOC projects primarily focused on the flow of logistics and resources, emphasizing their role as national-level infrastructure, Life SOC adopts a new approach with the core goal of improving the quality of life for citizens. It seeks to integratively provide public facilities closely related to daily life, such as childcare, welfare, culture, and sports. Life SOC Complexities, in particular, hold great importance as they enhance Accessibility and convenience by concentrating diverse public services in a single space, thereby promoting efficient and effective use by residents and significantly contributing to the formation and activation of local communities. This study conducted an in-depth analysis of User Convenience in Life SOC Complex Facilities from four perspectives: Accessibility, Complexities, Common Use Spaces, and Universal Designs. Regarding Accessibility, the study introduced the concept of "N-minute cities" and proposed location strategies centered on walking and public transportation to ensure residents can easily access the facilities. For Complexities, the study analyzed case examples of vertical, horizontal, and overlapping complexities, confirming that such approaches facilitate smooth movement between facilities and enable the integrated provision of diverse public services. From the perspective of Common Use Spaces, the study emphasized their role beyond simple passageways, highlighting their potential to promote interaction and community activities among residents. It proposed utilization plans for multi-functional spaces that integrate diverse functions such as movement, rest, interaction, and events. Regarding Universal Designs, the study suggested design strategies that enable all users, regardless of age or physical condition, to conveniently use the facilities, aiming to eliminate physical and psychological barriers and enhance inclusivity. The analysis confirmed that Life SOC Complex Facilities can significantly improve residents' quality of life through enhanced Accessibility, convenience, integrated design, and user-centered spatial planning. Based on these findings, the study proposed specific measures for establishing Life SOC Complex Facilities as central hubs of local communities, generating social, economic, and cultural synergies. Building on the results of the analysis, this study presented a concrete plan for Life SOC Complex Facilities aimed at enhancing User Convenience. It holds significance in selecting areas with high demand for Life SOC and proposing a comprehensive design centered on Common Use Spaces. This study is expected to serve as foundational data for the detailed design and directional planning of future Life SOC Complex Facilities. 본 연구는 생활SOC 복합화 시설의 공용공간 구성과 이용 특성을 분석하고, 이를 기반으로 이용편의성을 증진할 수 있는 설계 요소를 도출하는 것을 목적으로 한다. 기존의 대규모 SOC가 주로 물류 및 자원의 흐름에 중점을 두고 국가적 차원에서 대규모 기반시설로서의 역할에 치중했던 반면, 생활SOC는 국민의 삶의 질 향상을 핵심 목표로 설정하고 보육, 복지, 문화, 체육 등 일상생활과 밀접한 공공시설을 통합적으로 제공하려는 새로운 접근이다. 특히, 생활SOC 복합화는 접근성과 편리성을 높이고, 다양한 공공서비스를 한 공간에 집약함으로써 주민들의 효율적이고 효과적인 이용을 도모하며, 지역 공동체 형성과 활성화에도 크게 기여할 수 있다는 점에서 그 중요성이 매우 크다고 할 수 있다. 본 연구는 접근성, 복합화, 공용공간의 활용, 유니버설디자인이라는 네 가지 측면에서 생활SOC 복합화 시설의 이용편의성을 심층적으로 분석하였다. 접근성 측면에서는 주민들이 시설을 쉽게 접근할 수 있도록 N분 도시 개념을 도입하고, 도보와 대중교통 중심의 입지 전략을 제안하였다. 복합화 측면에서는 수직, 수평, 중복 복합화와 같은 유형별 사례를 분석하며, 복합화가 시설 간 이동을 원활하게 하고 다양한 공공서비스의 통합적 제공을 가능하게 함을 확인하였다. 공용공간 활용 측면에서는 단순한 이동 통로를 넘어 주민 간 교류와 커뮤니티 활동을 촉진하는 공간으로 공용공간의 역할을 강조하였다. 이동, 휴식, 교류, 이벤트 공간 등 다양한 공용공간의 기능을 바탕으로 다목적 공간으로서의 활용 방안을 제시하였다. 또한, 유니버설디자인 측면에서는 연령, 신체 조건에 상관없이 모든 이용자가 편리하게 시설을 사용할 수 있도록 설계하며, 이를 통해 물리적·심리적 장벽을 제거하고 포용성을 강화하고자 하였다. 분석 결과, 생활SOC 복합화 시설은 접근성과 편리성, 통합적 설계, 이용자 중심의 공간 계획을 통해 주민 삶의 질을 실질적으로 개선할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 이러한 요소들을 기반으로 설계된 생활SOC 복합화 시설이 지역 커뮤니티의 중심지로 자리 잡고, 사회적, 경제적, 문화적 시너지를 발휘할 수 있는 구체적 방안을 제안하였다. 본 연구는 앞서 분석한 결과를 토대로 이용편의성을 높이는 생활SOC 복합화 시설의 계획안을 구체적으로 제시하였으며, 이를 위해 생활SOC 필요성이 높은 지역을 선정하고, 공용공간을 중심으로 한 생활SOC 복합화 시설 설계를 종합적으로 제안하였다는 점에서 의의를 가진다. 본 연구는 향후 생활SOC 복합화 시설의 구체적 설계와 방향성 설정에 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

A Study on battery state of charge estimation using machine learning methods

테레사, 타룰리 부산외국어대학교 일반대학원 2022 국내박사

Accurate state of charge(SOC) estimation in electric vehicle batteries is the important parameter that will improve battery life. Earlier prediction of soc will alerts the user from the degradation of battery. Even many methods are available for accurate SOC estimation but still need fast and accurate estimation. Hence in this study, we proposed machine learning methods. The research object we selected is 4.0V/16Ah rated capacity lithium polymer battery for the first time to understand the battery soc estimation with machine learning methods. Almost lithium ion and lithium polymer have same properties and even polymer battery has high temperature resistance. Also, it ensures safe operation with lithium polymer battery . In this research, the procedure is divided into three parts, first part is to modelling battery pack based on requirements, second part is to conduct charge and discharge experiments and to collect data for the different cycles calculate the SOC theoretically. Third part is to train the machine learning methods to estimate the SoC more precisely when compared with experimental results. For this extreme machine learning methods such as k-Nearest Neighboring and Back propagation methods have been proposed to understand which will be yielding better compatibility with experimental results. The performances of these two methods were most compelling. In particular, Back Propagation Neural Network method yields effective performances achieving accurate SOC estimation with simple architecture and easy identification procedures. In the experiment proces, a compact pack of 3S1P connection battery pack with 192W power is made to conduct experiments. At constant current process of 0.5C(8A) discharge rate, the pack is charged up to 12V and discharge to 3.0V. This process is repeated till 150 cycles, and collected voltage, time, current and temperature data from sensors. From experiment result, it is understood that battery degrades very fastlly with respect to time. Hence theocratically calculated battery SOC. Inorder to achieve accurate soc, we proposed machine learning methods such as kNearest Neighbor, Backpropagation and Linear Regression algorithms. From MATLAB simulation results, linear regression method got 15% mean absolute error, hence this method is neglected and proceeded with other methods. In kNN 70% data is trained and then sent 30% test data and yeilds results with 0.58% mean absolute error at k =3 layer. With BPNN method of training the data the accurate SOC estimation is achieved with 0.25% mean absolute error. The proposed algorithms results were satisfied and we recommend kNN and BPNN methods are the best suitable methods in predicting battery SOC estimation. In future, we can integrate this algorithm with BMS for accurate SOC estimation.