• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
• /
• 제13권2호
• /
• pp.103-111
• /
• 2021

Among transport vehicles, Special Vehicles (SVs) are seriously exposed to energy and environmental problems. In particular, elevator cars used when moving objects in high-rise buildings increase the engine's rotational speed (radian per second: RPM). At this time, when the vehicle accelerates rapidly while idling, energy consumption increases explosively along with the engine speed, and a lot of soot is generated. The purpose of this paper is to develop a bi-directional DC-DC converter for control of vehicle power and secondary battery used in an elevated ladder vehicle (EC) used in the moving industry. As a result of this paper, the performance test of the converter was conducted. The charging/discharging state of the converter was simulated using DC power supply and DC electronic load, and a performance experiment was conducted to measure the input/output power of the converter through a power meter. Through this experimental result, it was confirmed that the efficiency was more than 92% in Buck mode and Boost mode at maximum 1.2kW output.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.323-324
• /
• 2013

This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charge mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. The pre-charge mode employs the stair-case shaped current profile to accomplish shorter charging time while maintaining the reliable operation of the battery. The proposed system is specified to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 78A. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.155-156
• /
• 2013

최근 화석에너지 고갈과 환경문제, 전력대란을 격음으로써 신재생 에너지에 관한 관심이 많아지고 있다. 특히 연료전지를 이용하여 높은 신뢰성의 양방향 DC-DC컨버터가 요구되어 많은 연구개발이 진행되고 있다. 그중 컨버터를 병렬로 구동하여 전류리플을 줄이는 인터리브드 방식을 많이 사용하지만 인덕터의 부피, 비용이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 결합 인덕터를 이용한 Four-Phase 형태의 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터를 제안하고, 최적의 결합계수와 인덕터에 흐르는 전류 리플 저감을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.17-18
• /
• 2014

본 논문에서는 리튬이온 배터리 모델을 고려한 양방향 인터리브드 DC-DC 컨버터의 최적 수동소자 설계 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 배터리 리플전류 제한값과 필터 커패시터의 전류정격을 만족시키는 최대 허용 리플전류를 설계함으로써 최소한의 인덕턴스값과 최적의 필터 커패시터를 구한다. 본 설계 기법을 하이브리드 ESS를 위한 100kW급 양방향 인터리브드 DC-DC 컨버터에 적용하여 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.200-202
• /
• 2008

본 논문에서는 높은 승압비를 갖는 응용에 적합한 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 작은 듀티로 높은 승압이 가능하므로 기존의 단상 또는 다상의 컨버터에 비해 스위칭 소자의 전류 스트레스가 작고, 전압 정격이 출력전압 보다 작은 장점이 있어 작은 도통 손실을 갖는 소자의 선정이 가능하다. 또한 기존의 다상 병렬연결 인터리빙 부스트 컨버터와 마찬가지로 인터리빙을 적용 할 수 있다. 제안한 컨버터의 이론적 분석을 행하고, 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.337-338
• /
• 2012

본 논문에서는 전 영역 ZVS가 가능한 양방향 3상 절연형 인터리브드 DC-DC 컨버터의 제어방법에 대해 서술한다. 3상 절연형 인터리브드 DC-DC 컨버터는 모든 스위치가 ZVS동작을 하여 높은 효율을 갖고 3상 구조를 채택하여 전류경로의 분산을 통한 전력전달 능력의 증대 효과 및 입력전류 리플 크기를 줄여주는 인터리브드 효과를 갖는다. 승압/강압 능력이 있는 부스트/벅 컨버터의 구조는 낮은 권선비의 변압기로 높은 승압/강압 전력변환, 에너지원과 부하 사이에 절연이 가능한 구조이며, 인터리브 동작이 이루어짐에도 불구하고 3상을 각각 제어하지 않고 배터리의 전압전류와 출력전압만을 입력받아 벅모드와 부스트 모드 모두 전압, 전류제어를 수행함으로서 시스템의 간략화가 가능하였다. 따라서 본 논문에서는 제안된 DC-DC컨버터의 제어기를 구성하고 실험을 통해 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.201-202
• /
• 2012

This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charging mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. Each mode is operated according to battery states: voltage, current and State of Charging (SOC). The proposed system is able to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 67A. The optimal discharging algorithm for Vehicle to the Grid (V2G) operation has been adopted to maintain the discharging current of 1C. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system. Experiment waveforms confirm the proposed functionality of the charging system.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.26-32
• /
• 2022

This paper proposes a power system that includes a 120k W fuel cell DC-DC converter (FDC) and 30 kW bidirectional DC-DC converter (BHDC) for a 150 kW fuel-cell vehicle. With a high DC link voltage of 800 V, the efficiency and power density of the power electronic components are improved. Through the modular design of FDC and BHDC, electric components are shared, resulting in reduced mass production costs. The switching frequency of 30 kHz of full SiC devices and optimal design of coupled inductor reduce the volume, achieving a power density of 8.3 kW/L. Furthermore, a synergetic operation strategy using variable limiter control of FDC and BHDC was proposed to efficiently operate the fuel cell vehicle considering the fuel cell stack efficiency according to the load. Finally, the performance of the prototype was verified by Highway Fuel Economy Driving Schedule testing, EMI test, and the linked operation between FDC and BHDC. The full load efficiencies of the FDC and BHDC prototypes are 98.47% and 98.74%, respectively.