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수소연료전지 하이브리드 동력시스템 기반 철도차량 DC-DC 컨버터의 기술동향 원문보기

전력전자학회지 = The journal of the Korean Institute of Power Electronics, v.25 no.2, 2020년, pp.37 - 42  

이재범 (한국교통대 철도공학부 철도전기전자전공)

초록
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최근에 에너지 효율이 높은 수소연료전지 기반의 철도차량용 추진시스템이 주목받고 있다. 수소연료전지는 높은 가격으로 인해 견인전동기 구동에 필요한 인버터의 높은 DC 전압을 직접적으로 공급하기 어려우므로, 낮은 전압을 갖는 수소연료전지와 인버터 사이에 승압형 DC/DC 컨버터를 필요로 한다. 또한 높은 가격으로 인해 수소연료전지만으로 견인 전동기의 구동에너지를 공급하기 어렵고, 역행 시 회생에너지를 저장하기 위해 배터리도 필요하다. 하지만 가선으로부터 전력을 공급받는 기존 철도차량과 달리, 수소연료전지와 배터리로 인해 더욱 제한된 '공간과 중량'을 갖는 '수소연료 전지 하이브리드 철도차량'은 고밀도/경량화된 DC-DC 컨버터를 요구하고 있다. 따라서 본 특집 원고에서는 현재 수소연료전지 하이브리드 철도차량에 적용되는 승압형 DC/DC 컨버터와, 현재 연구되고 있는 더욱 고밀도/경량화가 가능한 고주파 기반의 승압형 DC/DC 컨버터를 소개하고자 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 장에서는 현재 국 . 내외 '수소연료전지 하이브리드 철도차량'에 적용되고 있는 승압형 DC-DC 컨버터 에 대해 살펴보도록 한다.
  • 본 장에서는 병 렬입력병 렬출력 구조의 다중 LLC 공 진형 컨버터, 와 '병렬입력-직렬출력 구조의 다중 LLC 공진형 컨버터, 의 적용 가능성을 검토한다.
  • 본 특집 원고에서는 현재 수소연료전지 하이브리드 철도차량에 적용되는 승압형 DC/DC 컨버터 인 2-Level 부스트 컨바터 , 2-Level 인터 리빙 부스트 컨버터 , 3-Level 부스트 컨버터의 특징과 한계점에 대해 살펴보았다. 또한 여러 형태의 부스트 컨버터의 한계를 보완하기 위해 현재 연구되고 있는 공진형 컨버터 중, 병렬입력-병렬출력 구조의 LLC 공진형 컨버터와 병렬입력-직렬출력 구조의 LLC 공진형 컨버터의 특징을 통해 수소연료전지 하이브리드 철도차량의 승압형 DC-DC 컨버터로써 적용 가능성을 검토하였다.
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참고문헌 (10)

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