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문제 정의
- 본 연구에서는 EV용 무선충전기의 다양한 설계 고려사항들을 반영한 IPT 시스템 설계 과정을 제안하였다. IPT 시스템구조 별 출력 특성 및 장단점, 구성 요소별 전압/전류 스트레스 크기, 송수신 코일 간 이격 거리 조건에 따른 자기 인덕턴스 변화, k 조건에 따른 fzPA 및 출력 특성 변동, 배터 리 충전전력 전달 가능성, bifurcation 현상 발생 가능성 등 다양한 설계 고려사항들에 대한 분석을 진행함으로써, 입출력 설계 사양을 만족시키는 IPT 시스템 구성 요소 최적 설계 과정을 제시하고 실험을 통해 타당성을 검증하였다.
- 이를 보완하기 위해 무선충전 방 식을 EV용 배터 리 충전기 에 적용하기 위한 연구가 수 년 전 부터 활발히 진행 되고 있으나, EV용 무선충전 시스템의 특징 인 넓은 결합계수 변동 범위, 송수신측 플랫폼 사업자 분리, 동작주파수 범위 제한, 넓은 부하 변동 범위 등에 대한 종합적 인 고려가 부족하여 실용성이 다소 떨어지는 문제점이 있다. 본 연구에서는 EV용 무선충전기의 다양한 특징 및 설계 요구 」 사항들을 반영한 보다 실용적 이고 구체적 인 전자기유도 무선 전력 전송 (Inductive Power Transfer, IPT) 시 스템 설 계안을 제시한다. 특히 결합계수 변동 범위 및 배터리 충전 프로파일 에 걸쳐 Zero Phase An이e (ZPA) 주파수 陽4 변화 범위, 배터 리 충전 전력 전달 가능성, Bifurcation 현상 발생 여부 등을 이론적 분석을 통해 확인함으로써 송수신 코일 간 수직/수평 이격거리 사양 범위 내의 모든 조건에서 안정적인 배터리 충 전이 가능함을 예측한다.
- 추가하여 공진 네트워크로 구성하게 된다. 송수신 코일을 커패시터로 보상 시, 수신 코일의 보상 목적은 전력전달 용량증대이고, 송신 코일은 송신측 전력변환장치의 VA 정격을 최소화하기 위한 목적으로 보상된다.
- 본 연구에서는 EV용 무선충전기의 다양한 특징 및 설계 요구 」 사항들을 반영한 보다 실용적 이고 구체적 인 전자기유도 무선 전력 전송 (Inductive Power Transfer, IPT) 시 스템 설 계안을 제시한다. 특히 결합계수 변동 범위 및 배터리 충전 프로파일 에 걸쳐 Zero Phase An이e (ZPA) 주파수 陽4 변화 범위, 배터 리 충전 전력 전달 가능성, Bifurcation 현상 발생 여부 등을 이론적 분석을 통해 확인함으로써 송수신 코일 간 수직/수평 이격거리 사양 범위 내의 모든 조건에서 안정적인 배터리 충 전이 가능함을 예측한다. 그리고 IPT 시스템 설계 과정의 타 당성을 검증하기 위해, 3.
가설 설정
- 따라서 수신측 플랫폼이 배터리 충전 제어의 주체가 되 어 차량에 탑재된 고전압 배터 리 팩에 최적화된 충전 제어 를 수행하도록 하고, 송신측 플랫폼의 제어는 최대한 단순하 게 가져가는 것이 EV용 무선충전기의 상용화 측면에서 적합 한 운영 전략이 될 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 그림 1 의 무선충전기 시스템 구조에 기반하여, PFC (Power Factor Correction) 컨버터와 IPT 컨버터는 각각 정전압 출력 제어와 fzPA 추종 제어만 수행한다고 가정한다.
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