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저자정보
이동인 (Incheon National University) 임지훈 (Incheon National University) 윤한신 (Incheon National University)
저널정보
한국철도학회 한국철도학회 논문집 한국철도학회 논문집 제24권 제10호(통권 제148호)
발행연도
2021.10
수록면
898 - 912 (15page)
DOI
10.7782/JKSR.2021.24.10.898

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철도차량 구동 인버터가 요구하는 1500V급의 높은 입력 전압 조건을 만족시키기 위해서는 수소연료전지와 구동 인버터 사이에 DC/DC 컨버터로 구성된 DC/DC 승압단을 두어 수소연료전지의 출력 전압을 승압하는 과정이 필요하다. 하지만 이들 DC/DC 승압 컨버터의 경우 철도차량의 구조 및 특성 상 제한된 공간 내에서 최소한의 손실로 대전력을 전송하여야 하기에 높은 전력 밀도와 고효율이 요구된다. 이에 대한 해결책으로 다중 모듈의 LLC 공진형 컨버터를 병렬 입력-직렬 출력 형태로 연결하여 below 동작을 통한 출력 전압의 승압과 소프트 스위칭 및 입 · 출력 리플 저감을 통한 손실 저감이 가능한 고효율 컨버터가 개발되었으나, 이들 다중 공진형 컨버터의 경우 다수의 모듈을 적용할수록 사용되는 소자 수가 증가하므로 DC/DC 승압단의 전력 밀도 향상에 제한이 있다. 본 논문에서는 각 모듈의 1차측 스위칭 소자 수를 절감하여 전력 밀도를 향상시키고, 스위칭 손실이 저감된 다중 LLC 공진형 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터의 개별 모듈은 하프 브리지 스위치 구조와 공진 탱크로 구성되어 있으며, 인접 모듈의 하프 브리지 스위치를 공유하여 전체 회로가 풀 브리지 LLC 공진형 컨버터처럼 동작한다. 결과적으로 낮은 Q 인자를 통한 below 동작이 가능할 뿐만 아니라 모듈 간 인터리빙 제어를 통해 입 · 출력 리플을 저감 또한 가능하다. 제안하는 컨버터를 통해 구동 인버터에 안정적인 전원 공급과 DC/DC 승압단 부피 감소, 이를 통한 공간 활용도를 높일 수 있으며, 철도 차량 및 대전력 시스템에 고효율 고밀도 컨버터 적용이 가능하다.
#High efficiency #High power density #Hydrogen fuel cell #LLC resonant converter #Railway vehicle #고효율 #고밀도 #수소연료전지 #LLC 공진형 컨버터 #철도 차량

목차

Abstract
초록
1. 서론
2. 본론
3. 결론
References

참고문헌 (12)

참고문헌 신청
D.H. Kang, I.O. Lee, W.S. Lee, D.H. Yun (2020) Comparison and Analysis of Boost Converter Topologies for the DC/DC Converter in Hydrogen Fuel Cell Hybrid Railway Vehicle, The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, 25(4), pp. 269-278. google schola G. Li, J. Chen, X. Zheng, C. Xiao, et al. (2020) Research on Energy Management Strategy of Hydrogen Fuel Cell Vehicles, 2020 Chinese Automation Congress (CAC), Shanghai, China, pp. 7604-7607. google schola C.C. Chan, A. Bouscayrol, K. Chen (2010) Electric, Hybrid, and Fuel-Cell Vehicles: Architectures and Modeling, IEEE Trans. Vehicular Technology, 59(2), pp. 589-598. google schola P. Thounthong, S. Rael, B. Davat (2009) Energy management of fuel cell/battery/supercapacitor hybrid power source for vehicle applications, Journal of Power Sources, 193(1), pp. 376-385. google schola C.E. Kim, J.B. Lee (2020) Parallel-Input and Series-Output Configuration of Multiple LLC Resonant Converter for Battery Back-up System of Railway System, Journal of the Korean Society for Railway, 23(1), pp. 64-69. google schola

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