이 논문은 리튬 이온 배터리의 전기적 및 열적 동역학을 모사하는 열-NDC (비선형 이중 커패시터) 모델을 제안한다. 이 모델은 외부 열원의 영향을 고려하여 극한 온도에서의 배터리 충전 및 열 관리를 가능하게 한다.
제안된 모델을 바탕으로 상태 피드백 MPC (Model Predictive Control) 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘은 빠른 충전과 능동 열 관리를 통합적으로 수행한다.
다양한 극한 온도 조건에서의 수치 실험을 통해 제안된 알고리즘의 효과를 검증하였다. 결과적으로 제안된 알고리즘은 에너지 효율적으로 배터리 온도를 조절하여 빠른 충전을 달성할 수 있음을 보여준다.
추가로, 일부 상태 변수를 측정할 수 없는 경우를 위해 확장 칼만 필터 기반의 출력 피드백 MPC 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘 또한 극한 온도 조건에서 효과적임을 확인하였다.
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