최근 전기차 배터리는 일 주행거리 증대를 위해서 50~100 kWh 급으로 대용량화 되고 있다. 그와 동시에 충전시간 단축을 위해서 배터리 전압은 400V에서 800V로 높아지고 급속충전기 용량은 50kW에서 350kW 급으로 대용량화 되고 있다. 본 논문에서는 전기차 증가 추세에 따라 기존 주유소를 대체하는 MW급 전기차 급속충전소를 위한 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS) 연계 지능형 반도체 변압기(Solid State Transformer, SST) 기술 기반의 전력변환 시스템 모델을 제안하고자 한다. 이 모델은 배전계통에 직접 연계가 가능하기 때문에 대용량 전기차 급속충전소뿐만 아니라 DC Grid 구축에 응용 가능하다.
국내에서 활발히 진행중인 스마트 그리드(Smart Grid) 사업분야에 속해 있는 스마트 트랜스포테이션(Smart Transportation) 사업에서는 전기차를 이용한 운영에 중점을 두고 진행이 되고 있다. 그러나 실제적으로 전기차를 운영하기 위해서는 운영에 충분한 충전 인프라가 구축되어야 하며 충전 인프라를 구축하기 위해서는 그에 맞는 충전 시스템을 갖추어야 한다. 충전 시스템에는 현재, 완속 충전기와 급속 충전기가 주를 이루고 있으며 본 논문에서는 완속 충전기의 표준화의 일환으로 미국자동차기술학회에서 제시하는 SAE-J1772 규격에 맞추어 개발한 자사의 완속 충전기에 관하여 소개하고자 한다.
본 논문에서는 단상 3.3kW PV-BESS 시스템과 능동전력디커플링 회로를 연계한 스마트 모빌리티 충전시스템을 제안한다. 일반적인 계통 연계 시스템에서 문제가 되는 2차 리플 전력을 능동전력디커플링 회로를 적용하여 제거함으로써 스마트 모빌리티에 안정적인 전력을 공급하고 스마트 모빌리티 충전 시스템의 전력밀도를 높이고 수명을 늘릴 수 있다. 본 논문에서 제안한 시스템은 MATLAB/Simulink 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
본 논문에서는 AMI시스템과 전기차 충전시스템 간의 발생하는 간섭을 억제하는 기법을 제안하고 분석하였다. 한전에서 진행하고 있는 AMI 시스템에 사용되는 PLC 기술인 IEC12139-1와 전기자동차 충전 시스템에 사용되는 HomePlug GP, 두 통신기술 모두 2-30Mhz 주파수 대역을 사용하는 고속 PLC 기술이다. 두 방식이 같은 주파수 대역을 사용하면서 서로의 시스템에 간섭이 발생되게 된다. 본 논문에서는 Walsh code를 이용한 채널 분리를 통하여 간섭을 억제 시키는 방식을 실험하였다. 본 논문의 실험 결과는 스마트 그리드에서 사용하는 다양한 전력선 통신기술에 적용될 수 있다.
본 논문에서는 권선 사이의 자계결합도 변동을 고려하여 설계된 자기공진 방식의 전기차 충전용 무선전력전송회로의 효율 실험 결과를 제시한다. 특히, 동일한 시스템 사양에 대해 1차측 및 2차측에 각각 코일을 구비한 2-코일 방식의 회로와 1차측에 보조코일이 추가된 3-코일 방식의 회로를 각각 설계, 제작하였고 동등한 조건에서 두 방식의 효율을 비교하였다. 비교실험 결과 두 방식의 회로에 대한 효율이 크게 차이가 발생하지 않음을 확인하였다.
전기 자동차는 내연기관 차량을 대체할 차세대 그린카의 대표 차종으로 부각되고 있다. 전기 자동차가 상용화되기 위해서는 전기자동차 자체의 성능뿐만 아니라 충전 인프라 발전이 함께 이뤄져야 한다. 현재 개발된 전기 자동차의 경우 충전 시간이 긴 반면 주행 거리가 짧기 때문에 효용성이 크게 떨어진다. 따라서 충전 시간을 최대한 단축 시키기 위한 급속 충전 시스템 개발이 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 전기 자동차용 급속 충전기에 적용되는 실제적인 DC-DC 컨버터를 ATPDraw/MODELS를 이용해 모델링하고 검증하였다.
본 논문에서는 에너지인터넷의 한 분야인 전력선 통신 기반 전기 자동차 충전 시스템 구축에서 발생하는 임펄스 노이즈 동기화 문제를 해결하기 위해 OFDM에서 사용하는 프레임 동기화 방식을 제안한다. Kasami sequence를 통한 동기화 방식으로 전력선 통신의 임펄스 노이즈 동기화 결과를 확인한다.
본 논문에서는 전기차 충전기용 모듈형 DC/DC 컨버터의 병렬 제어 기법을 제안한다. 전기차 충전기는 모듈형 컨버터를 적용하여 출력 전력 용량이 증가되고 있지만, 모듈간 구성 요소의 차이, 게이트 드라이버의 지연, 센싱 오차 등에 의해 출력 전류 불균형이 발생하며, 이는 전체 시스템의 효율 및 신뢰성 저하를 야기한다. 출력 전류 균등 분배를 위한 기존의 기법들은 전압 강하 또는 시스템 부피 및 비용이 증가한다는 단점을 갖는다. 본 논문에서는 전류 보상 성분을 고려한 병렬 제어 기법을 적용하여 시스템의 하드웨어 변동없이 출력 전류 균등 분배를 달성한다. 시뮬레이션을 통하여 제안하는 병렬 제어 기법의 성능 및 타당성을 검증한다.
본 논문은 전기자동차에 탑재되는 리튬 폴리머 배터리의 고효율 충전 전략을 제시하고, 그에 따른 탑재형 충전기의 효율을 분석한다. 내부 임피던스에 의한 충전 손실을 전혀 고려하지 않는 기존의 정전류 충전방식과 대조적으로, 제안하는 방법은 배터리 내부 임피던스를 고려함으로써 충전과정의 손실을 상당량 저감할 수 있다. 본 연구의 타당성은 배터리 실험결과를 통하여 증명한다.
본 논문은 최근 친환경 교통수단으로 부각되고 있는 전기 자동차의 배터리에 전력을 공급하는 EV 충전기의 운전, 고장을 원격으로 진단, 분석하는 서버시스템의 구현방법에 대해 기술하고 있다. EV 충전기의 원격진단을 위해 기본적으로 충전인프라(서버/충전기/전기차/전력계통)가 필요하며, 이러한 인프라 내에서 운영시스템의 한 부분으로 원격진단/분석이 이루어질 수 있다. 이러한 분석시스템은 소유 및 관리 주체, 운영방향 및 분석정도 및 범위, 목적 등에 따라 달라질 수 있다. 그러나 기본적인 시스템 구현 방법은 큰 차이가 없으므로 본 논문에서는 이에 관해 상세히 다루어 보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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