[논문]7kW 연료전지용 DC/DC 컨버터 설계

김가인; 신민호; 이정효

doi:10.6113/tkpe.2022.27.2.150

7kW 연료전지용 DC/DC 컨버터 설계
DC/DC Converter Design for 7kW Fuel Cell 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.27 no.2, 2022년, pp.150 - 156

김가인 (Div. of Electrical Engineering, Kunsan National University) , 신민호 (APEL Co., Ltd.) , 이정효 (Dept. of Electrical Engineering, Kunsan National University)

Abstract ▼ AI-Helper

This study proposes a design method of fuel cell DC/DC converter using in 5-ton forklift. For efficient hydrogen usage, targeted fuel cell system recirculates discarded hydrogen after fuel cell reaction. Recirculating hydrogen contains much impurities that reduces output power, increasing pressure that can damage the internal fuel cell reaction system. The proposed DC/DC converter effectively converts fuel cell power considering the voltage drop rate to reflect the recirculating hydrogen. Then, frequency control method is used to regulate the current ripple amount for battery and fuel cell hybrid configuration. Proposed power converter system design and control methods are verified in a practical fuel cell system that implements recirculating hydrogen.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. PEM Fuel cell structure.
그림 Fig. 2. Folklift fuel cell system configuration.
그림 Fig. 3. Voltage, current curves of PEM fuel cell stack.
그림 Fig. 4. Operation area of Lithium-Polymer battery.
그림 Fig. 5. Circuit configuration of proposes DC/DC converter.
그림 Fig. 6. Operation mode of proposes DC/DC converter.
그림 Fig. 7. DSP controller.
그림 Fig. 8. GATE driver unit.
그림 Fig. 9. DC/DC converter for 7 kW fuel cell.
그림 Fig. 10. Block diagram of fuel cell converter control.
그림 Fig. 11. Switching frequency by output power.
그림 Fig. 12. Experiment of fuel cell DC/DC converter.
그림 Fig. 13. Fuel cell system and forklift.
표 TABLE I EFFICIENCY BASED ON SWITCHING FREQUENCY
표 TABLE Ⅱ INPUT CURRENT RIPPLE BASED ON SWITCHING FREQUENCY
그림 Fig. 14. Waveforms of input voltage, input current, output voltage at steady state.
그림 Fig. 15. Waveforms of input voltage, input current, output voltage at hydrogen recirculate.

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상세보기
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