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김명환(Myung-Hwan Kim),마근수(Keun-Su Ma),임유철(You-Chol Lim),이재득(Jae-Deuk Lee) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.4
높은 중량에너지밀도로 배터리 무게를 줄일 수 있는 장점을 갖는 리튬이온 배터리는 중량이 중요한 관심사인 많은 항공우주 응용분야에서 빠른 속도로 Ni-Cd, Ni-H₂ 등의 기존 배터리를 대체하고 있다. 또한 리튬이온 배터리는 낮은 열 손실 특성과 높은 에너지 효율 그리고 저렴한 셀 단가를 갖는다. 80개의 소니 US18650 리튬이온 셀을 사용한 KSLV-Ⅰ 탑재배터리 모듈은 셀을 8개씩 직렬로 구성한 후 각 열을 병렬로 10개 연결하여 요구되는 전압과 용량을 공급한다. 본 논문에서는 우주발사체용 리튬이온 배터리의 설계 및 그 특성에 대해 소개하며, 예상되는 우주환경에서 배터리가 신뢰성 있게 동작하는지를 검증하는 환경시험 프로그램 절차를 보였다. 배터리 성능은 전자부하기를 이용한 시뮬레이션 시험을 통해 확인하였고 발사체 2단에 장착하여 각 전장품들과의 연계시험을 통해 검증하였다. Lithium-ion batteries providing high gravimetric energy density are rapidly replacing Ni-Cd and Ni-H₂ in aerospace applications. The main advantage is the weight reduction of the battery system. Weight is a major concern in aerospace applications. Also, lithium-ion offer low thermal dissipation, high energy efficiency, and low cell cost. The Onboard battery module for KSLV-Ⅰ(Korea Space Launch Vehicle) contains 80 Sony US18650 cells configured as 10 strings in parallel, with each string containing 8 series connected cells. This allows to meet voltage and capacity requirements specified for the mission. In this paper design description and specifications of lithium-ion battery developed are presented. Qualification test flow is also shown to make sure the performance in the predicted space environment. Electrical performance was simulated by dedicated program, and verified with electronic load. Lastly, the capacity was proven on real equipment load assembly.
김명환(Myung-Hwan Kim),마근수(Keun-Su Ma),임유철(You-Chol Lim),이재득(Jae-Deuk Lee) 한국항공우주연구원 2006 항공우주기술 Vol.5 No.1
KSLV-Ⅰ 상단 배터리 시스템은 기존에 항공우주분야에서 사용되던 Ni-Cd 및 Ni<,SUB>-H₂ 대신 리튬이온 배터리를 사용한다. 리튬이온 배터리는 기존 배터리에 비해 두 배가 넘는 에너지 밀도를 갖으며, 그 결과 무게 및 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 과충전 및 과방전을 위한 보호회로를 셀 차원에서 내장하고 있어 관리 및 운영을 안정적으로 할 수 있다. 리튬이온을 사용해 제작된 KSLV-Ⅰ 배터리에는 부하 특성 및 기능에 따라 크게 4가지로 분류된다. 배터리 시스템은 하나의 배터리에 부하가 집중된 구조 대신 배터리별로 부하를 분담하도록 설계된다. 제직된 배터리들은 부하 유형에 따라 신뢰성을 갖고 최적의 임무를 수행할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 KSLV-Ⅰ 배터리 시스템에 적용된 리튬 이온 배터리 셀에 대해 소개하고 부하유형별로 제작된 배터리의 설계 개념을 보인다. 또한 전장, 기동, TVC 배터리에 대한 성능 시험을 효율적으로 수행하기 위한 프로그램 설계 근거와 제작된 소스를 소개한다. 배터리 연동 시험을 통해 취득된 데이터와 배터리 시뮬레이션 결과를 비교함으로써 배터리 성능 및 점검 프로그램의 신뢰성을 검증하였다. As the battery for space, Ni-Cd and Ni<,SUB>-H₂ is used. But we have developed the Lithium ion battery system for KSLV-Ⅰ to reduce weight and size. Because Lithium ion cell has more than two times much energy density. And Li-ion cell contains inbuilt safety mechanisms that prevent hazardous results from sever battery abuse, or cell failures. According to their load characteristics, KSLV-Ⅰ has 4 types of batteries. Each has been developed to satisfy electric power needs and requirements. This paper introduce manufactured batteries and their concepts. and describes the basis of program design and the source code for Functional, Activation, and TVC battery performance test. Battery test program is verified by the experiment with real batteries. And the obtained data are compared with simulation results.
권병문(Byung-Moon Kwon),신용설(Yong-Sul Shin),마근수(Keun-Su Ma),주정갑(Jeong-Gab Ju),지기만(Ki-Man Ji) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.5
본 논문은 시험발사체에 탑재된 송신기에서 송신되는 S 대역 신호에 의해 위성항법수신기에서 나타난 RF 신호간섭을 설명하고, 그 원인을 분석한다. 능동형 위성항법안테나의 LNA는 항법위성 신호와 비교하여 상대적으로 신호세기가 매우 높은 S 대역 신호에 의해 포화되었으며, 2개의 S 대역 신호가 위성항법안테나에 수신될 때마다 GNSS 대역에 해당하는 상호변조신호가 LNA에서 발생하였다. 이러한 현상으로 인해 위성항법수신기에서 계산된 항법위성신호의 C/N0가 크게 감쇄하였다. S 대역 신호에 의한 RF 신호간섭을 차단하기 위하여 위성항법안테나 LNA의 설계변경을 수행하였고, 설계변경 전․후의 LNA에 대해 수행한 비교시험을 통하여 설계변경된 LNA에서 S 대역 신호에 의한 RF 신호감쇄 현상이 억제될 수 있음을 확인하였다. This paper describes the RF(Radio Frequency) interference on the GNSS receiver due to the S-band signals transmitted from the transmitters in the Test Launch Vehicle, and analyzes the cause of the RF interference. Due to the S-band signals that have relatively high power levels compared with GNSS signals, an LNA(Low Noise Amplifier) in the active GNSS antenna was saturated, and the intermodulation signal within GNSS in-bands was produced in the LNA whenever two S-band signals were received from the GNSS antenna. For these reasons, the C/N0 of the satellite signals in the GNSS receiver was attenuated severely. The design of the LNA was changed in order to protect the RF interference due to the S-band signals and the suppression capability of the RF interference was confirmed in the new LNA through the comparison of the old LNA.