• Title/Summary/Keyword: fuel cell efficiency

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A High Efficiency Soft Switching Boost Converter (고효율 소프트 스위칭 부스트 컨버터)

  • Jung, Doo-Yong;Kim, Jae-Hyeng;Jung, Yong-Chae;Won, Chung-Yuen
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.28-30
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    • 2008
  • This paper proposes soft switching boost converter operating in zero current switching(ZCS) mode for photovoltaic and fuel cell power generation. The proposed topology is capable of reducing the size, and capability of passive element by using soft switching, and it allows for reduction of IGBT switching losses, for the increased of switching frequency. A detail mode analysis of operating in presented. We present the converter topology, principle of operation and simulation results obtained from the PSIM simulator. The performance of the proposed technique in evaluation on 1kW(380V,2.6A) experimental prototype circuit operating at 30kHz.

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A High Efficiency Bidirectional Three-Phase DC-DC Converter for Auxiliary Power Supply of Fuel Cell Vehicles (연료전지 자동차 전장전원용 고효율 양방향 3상 DC-DC 컨버터)

  • Yoon, Chang-Woo;Kim, Hyung-Joon;Choi, Se-Wan;Kang, Ho-Sung;Lee, Hyun-Dong
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.209-212
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    • 2008
  • 본 논문에서는 연료전지자동차의 저전압 배터리 충 방전을 위한 새로운 3상 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 12V 저전압측의 높은 전류정격 때문에 기존의 풀브리지 방식으로는 적절한 스위치의 선정이 어렵지만 제안한 3상의 전류분배로 스위치의 선정과 변압기의 제작이 용이하다. 그리고 제안한 변압기 결선으로 턴비가 작아져 누설인덕턴스가 작아진다. 또한 비대칭 PWM에 의한 모든 스위치의 ZVS 턴온과 저전압 측에서는 동기정류 방식을 적용하여 효율을 상승시켰다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 기술하고 3.5kW 시작품을 제작하여 실험을 통해 본 방식의 타당성을 검증한다.

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A High Efficiency Three-Phase ZVZCS DC-DC Converter for Fuel Cell Applications (연료전지 응용을 위한 고효율 3상 ZVZCS DC-DC 컨버터)

  • Kim, Hyung-Joon;Yoon, Chang-Woo;Choi, Se-Wan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.213-215
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    • 2008
  • 본 논문에서는 수 kW급 이상의 연료전지 응용을 위한 고효율 전압원 3상 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 전압원 컨버터임에도 작은 턴비(기존 풀브리지의 1/2 이하)를 가지며 입 출력 전류 리플이 작다. 또한 클램프 회로의 동작으로 다이오드 서지전압 제거는 물론 저전압측 순환전류를 큰 폭으로 감소시켜 스위치의 도통손실과 변압기의 동손을 최소화하였고 전 부하영역에서 하측 스위치의 ZVZCS를 성취하여 스위칭 손실을 최소화 하였다. 또한 유효 듀티를 증가시켜 누설인덕턴스에 의한 듀티 손실을 보상하였다. 본 논문에서는 제안하는 컨버터의 동작원리를 서술하고 1.5kW Prototype을 제작하여 실험을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.

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Characteristics of Leakage Flow on Regenerative Blower and Leakage-reducing Design for Performance Enhancement (재생형 블로워의 누설유동 특성과 누설유량 저감을 통한 성능 향상)

  • Choi, Min-Ho;Kim, Young-Hoon;Kang, Shin-Hyoung
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.14 no.4
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    • pp.57-63
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    • 2011
  • Regenerative blower is suitable for hydrogen recirculation in fuel cell vehicle due to its capability of high pressure rise in single stage. Numerical models were applied to investigate inner gap leakage flow characteristics. A leakage flow in the inner gap is dominantly affected by pressure gradient. Therefore a blower with concentric channel type was suggested as one of modified models for reducing the inner gap pressure gradient. Also numerical results such as pressure rise, efficiency, leakage flow rate and torque were compared between modified and reference models. The performance of concentric channel type was improved as a result of reduced leakage flow.

Dynamic analysis of Microturbine and FuelCell in MicroGrid using EMTP-RV (마이크로터빈과 연료전지의 EMTP-RV 모델링을 통한 마이크로그리드 내 동특성 분석)

  • Seo, Gyu-Seok;Ju, Jae-Hyun
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.24 no.10
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    • pp.42-48
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    • 2010
  • The Microsource has to supply high quality Power that has high reliability and high energy efficiency to Load according to operating type of Microgrid. The energy sources of microsource type have various dynamic characteristic and transient response corresponding to classes and application skill. This paper shows dynamic characteristic of Microgrid according to Energy Source of microsource type. This research has been carried out by detailed modelling of Microturbine system and Fuelcell system. All models are realized by EMTP/RV and simulated change of operating type and load increase within Microgrid of DC constant voltage inverter model and Microturbine, Fuelcell based Microsource.

A High Efficiency Isolated Boost Converter without Clamp Circuits for Fuel Cell Application (연료전지 응용을 위한 클램프회로 없는 고효율 절연형 부스트 컨버터)

  • Kim, Hyung-Joon;Kim, Jeong-Geun;Myung, Hong-Jae;Park, Sung-Sik;Khegay, Andrey;Choi, Se-Wan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.362-365
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    • 2007
  • 본 논문에서는 연료전지 응용을 위한 새로운 절연형 부스트 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 입력 전류 리플이 작고 높은 승압비를 가질 뿐만 아니라 클램프 회로와 스타트-업 회로가 필요없고 넓은 부하영역에서 영전압 턴온과 턴오프가 가능하여 고전력밀도 및 고효율을 달성할 수 있다. 제안하는 컨버터의 동작원리를 설명하였고 기존 컨버터와의 비교분석을 수행하였으며 시뮬레이션을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.

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Maximum Efficiency Point Tracking (MEPT) Control of Fuel Cell (연료전지의 최대 효율점 추적 제어)

  • Jang, Min-Ho;Lee, Jae-Moon;Kim, Jong-Hoon;Baek, Jong-Bok;Cho, Bo-Hyung
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2008.10a
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    • pp.42-44
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    • 2008
  • 연료전지가 동작할 때에는 공기공급을 위한 압축기가 동작하게 되는데 공기의 유량에 따라 연료전지의 출력전력이 달라진다. 또한 공기의 유량에 따라 압축기에서 소비하는 전력이 달라지기 때문에 공기 유량에 따른 연료전지의 최대 효율점이 존재하게 된다. 본 논문에서는 연료전지의 출력전력에서 압축기의 손실전력을 제외한 순수 파워를 최대로 낼 수 있는 유량을 추적 제어하는 알고리즘을 제안한다.

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Finite Element Analysis for Performance Evaluation of Type III Hydrogen Pressure Vessel for the Clean Tech Fuel Cell Vehicles (친환경 연료전지 자동차용 Type III 수소 압력용기의 구조성능 평가를 위한 유한 요소 해석)

  • Son, Dae-Sung;Chang, Seung-Hwan
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.29 no.9
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    • pp.938-945
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    • 2012
  • To design and estimate material failures of Type III pressure vessels, which have excellent stability and performance, various modeling techniques have been introduced. This paper provided a hybrid modeling technique composed of ply-based modeling for a cylinder part and laminate-base modeling technique for a dome part for enhancing modeling efficiency. The ply-based modeling technique provided accurate ply stresses directly for predicting material failure, on the other hand, additional manipulations in stress calculations, which may cause some errors, were needed for the case of the laminate-based modeling technique. The ply stresses in fiber, transverse and in-plane shear directions were compared with the corresponding material strengths to predict material failure.

A Study on Power Converter for High Efficiency 1.2 [kW] Fuel Cell (고효율 1.2[kW] 연료전지용 전력변환기에 관한 연구)

  • Woo, Dong-Young;Lee, Sang-Hun;Park, Seong-Mi;Park, Sung-Jun
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.07a
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    • pp.360-361
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    • 2019
  • 본 논문에서는 연료전지용 전력변환 장치에서 높은 승압비를 구현하기 위하여 절연형 풀브릿지 컨버터의 고주파 변압기 2차측을 직렬로 연결한 새로운 DC/DC 컨버터와 이에 적합한 가변 위상변위 스위칭 방식을 제안하였다. 제안된 컨버터는 기존 방식에 비해 정류부와 필터부의 일원화가 가능한 구조로 출력레벨의 증가를 위해 컨버터의 수를 증가 하더라도, 수동소자의 수를 대폭 줄일 수 있다. 제안된 직렬 방식의 컨버터의 출력전압은 기존의 일정위상변위 스위칭 방식으로는 극성이 반대로 되는 구간이 발생하므로, 제안된 전력변환기에 적합한 간단한 가변 위상 변위 스위칭 방식을 적용함으로써, 출력전압의 감소문제를 해결하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 방식의 타당성을 검증하였다.

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The Development and Performance Evaluation of a Cyclone to Remove Hot Particulate from a Contaminated Hot Cell (Hot Cell 내에 오염된 고방사능분진 제거를 위한 사이클론 개발 및 성능평가)

  • Kim Gye-Nam;Won Hui-Jun;Choi Wang-Kyu;Jung Chong-Hun;Oh Won-Zin;Park Jin-Ho
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.4 no.3
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    • pp.217-226
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    • 2006
  • The structural and contamination characteristics of hot cells at KAERI were investigated. The SEM results showed that the size of the hot particulate on the inner surface of the hot cell ranged from 0.2 to $10{\mu}m$. It was found that an inlet flow rate of 15 m/sec was suitable for this developed cyclone with a 49 mm optimum vortex finder length. The results showed that the collection efficiency was about 85% for $3{\mu}m$ particles. The collection efficiency didn't show a sharp increase when the inlet flow rate was faster than 15m/sec. When the temperature of the inlet flow gas was increased, the collection efficiency of the cyclone was slightly decreased. The larger the vortex finder length was, the higher the pressure drop in the cyclone was. The cut size diameter decreased with an increment of the Reynolds number. It was established that the flow in the cyclone was a turbulent flow on the basis of the Reynolds number and this turbulent flow caused a pressure drop in the cyclone. $Stk^{1/2}_{50}$ decreased with increasing values of the Reynolds number and it gradually approached a constant value at a higher value of the Reynolds number Namely, $Stk^{1/2}_{50}$ approached approximately 0.045 between 6000 and 8000 of the Reynolds number.

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