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연료전지자동차에서 연료이용률과 연료전지 내구성 향상을 위한 양방향 DC-DC 컨버터의 제어기법
A Control Method of Bidirectional DC-DC Converter for Fuel Utilization and Durability Improvement in Fuel Cell Vehicles 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.10 no.5, 2005년, pp.428 - 435  

조진상 (서울산업대 제어계측공학과) ,  정상민 (서울산업대 제어계측공학과) ,  이진희 ((주)동아일렉콤 전원연구소) ,  한수빈 (한국에너지기술연구원 전기조명연구센터) ,  최세완 (서울산업대 제어계측공학과)

초록
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본 논문에서는 연료전지 자동차와 같은 하이브리드 시스템에서 양방향 DC-DC 컨버터에 의한 충${\cdot} $방전 동작시 지령전력을 정확히 제어하여 연료전지의 내구성을 향상시키기 위한 전력제어기를 제안하고자 한다. 또한 연료이용률을 향상시키고 배터리의 SOC를 일정하게 하여 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 양방향컨버터의 충${\cdot}$방전 운전 알고리즘을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper a power controller is proposed to accurately control the commanded power for charge and discharge operation of a bidirectional DC-DC converter so that durability is improved in hybrid systems such as fuel cell vehicles. Also, a control algorithm for charge and discharge operation is pr...

주제어

#Hybrid system   #Fuel cell vehicles   #Fuel utilization   #Durability   #Bidirectional DC-DC converter  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 연료전지-배터리 하이브리드 시스템에서 두 전원과 부하 간의 전력을 효율적으로 제어하여 연료전지의 과부하로 인한 수명 단축을 개선하기 위한 전력 제어기를 제안하고 연료 이용률을 향상시키고 배터리 SOC를 일정하게 제어할 수 있는 운전 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방식은 L5kW급의 양방향 DC-DC 컨버터를 통한 실험 및 모의실험으로 타당성을 입증하였다.
  • 충전모드에서는 배터리의 SOC를 항상 0.97 이상이 되도록 유지하는 것을 목표로 한다. 부하 전력이 감소한 경우 SOC에 따라 충전 전류의 크기를 달리하는데 SOC가 0.

가설 설정

  • . 인덕터의 용량이 작다.
  • 방전 운전 알고리즘을 나타낸다. 본 논문에서는 연료 이용률은 0.8로 배터리의 SOC는 0.97로 가정하였다.
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참고문헌 (9)

  1. 최세완, '연료전지 발전시스템에서의 전력전자기술', 전력전자학회지 특집기사, pp.30-35 2003. 8 

  2. 이진희, 조진상, 장민수, 최세완, 한수빈, '고체 산화물형 연료전지를 위한 10kW급 독립전력 변환장치의 개발', 전력전자학회 논문지, 제8권 6호, pp.551-560, 2003. 12 

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  3. 장수진, 김진태, 이태원, 이병국, 원충연 '능동 클랩프 전류형 하프 브리지 컨버터를 적용한 연료전지 발전시스템' 전력전자학회 논문지, 제10권 1호, pp. 78-86, 2005. 2 

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  4. 강정일, 노정욱, 이성세, 문건우, 윤명중 ' 전기자동차 응용을 위한 DC-DC 컨버터의 설계 및 제어' 전력전자학회논문지, 제7권 6호, pp 587-595, 2002. 12 

    원문보기 상세보기

  5. 정상민, 조진상, 최세완, 한수빈 '하이브리드 에너지 시스템에서 양방향 DC-DC 컨버터에 의한 배터리 제어 기법' 전력전자학회 하계학술대회 논문집, pp. 359-363, 2004. 7 

  6. Liu, C., Nergaard, T., Leslie, L., Ferrell, J., Huang, X., Shearer, T., Reichl, J., Lai, J., Bates, J. 'Power balance control and voltage conditioning for fuel cell converter with multiple sources', IEEE PESC, Vol. 4, pp. 2001-2006, 2002, June 

  7. 한수빈, '연료전지/Battery 복합운전의 모델링 시뮬레이션 기술개발', 한국에너지기술연구원, 2003. 9 

  8. R.M. Schupbach, J.C. Balda, 'Comparing DC-DC Converter for Power Management in Hybrid Electric Vehicles', Electric Machines and Drives Conference, Vol. 3, pp. 1369-1374 , 2003, June 

  9. K. Wang, C.Y. Lin, L. Zhu, D. Qu, F.C. Lee, J.S. Lai, 'Bi-directional DC to DC Converters for Fuel Cell Systems', Power Electronics in Transportation, pp. 47-51, 1998, Oct 

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