• Title, Summary, Keyword: 연료전지시스템

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Fuel Cell and Battery Power Conversion System for Fuel Cell Electric Vehicle with One Inductor (하나의 인덕터를 가지는 연료 전지 전기 자동차를 위한 연료전지·배터리 전력 변환 시스템)

  • Lee, Yun-Jae;Kim, Jae-kuk
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.65-67
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    • 2019
  • 본 논문에서는 연료 전지 전기 자동차에 맞는 새로운 전력 변환 시스템을 제안한다. 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 배터리와 같이 구성하여 에너지 저장 불가능, 느린 응답 속도, 낮은 전력 밀도와 같은 연료 전지의 단점을 해결할 수 있다. 하지만 기존의 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 두 개의 DC/DC 컨버터를 사용하여 연료 전지와 배터리를 함께 구성함으로써 두 개의 인덕터 개수로 인해 비용이 증가하고 전력 밀도가 낮다는 단점이 있다. 제안하는 전력 변환 시스템은 한 개의 인덕터, 추가적인 스위치와 다이오드를 사용하여 연료 전지와 배터리를 하나의 컨버터로 구성한다. 따라서 기존에 비해 인덕터 개수가 감소함으로써 경제적이고 높은 전력 밀도 달성할 수 있으며, 스위치의 on/off 동작에 따라 승, 강압 동작이 가능하기 때문에 더 많은 연료전지와 배터리의 전압조건 상황에서 동작할 수 있다.

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Power Conversion System with One Inductor for Fuel Cell Battery Electric Vehicle (하나의 인덕터를 가지는 연료 전지 전기 자동차를 위한 연료전지·배터리 전력 변환 시스템)

  • Lee, Yun-Jae;Kim, Jae-kuk
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.16-18
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    • 2019
  • 본 논문에서는 연료 전지 전기 자동차에 맞는 새로운 전력 변환 시스템을 제안한다. 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 배터리와 같이 구성하여 에너지 저장 불가능, 느린 응답 속도, 낮은 전력 밀도와 같은 연료 전지의 단점을 해결할 수 있다. 하지만 기존의 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 두 개의 DC/DC 컨버터를 사용하여 연료 전지와 배터리를 함께 구성함으로써 두 개의 인덕터 개수로 인해 비용이 증가하고 전력 밀도가 낮다는 단점이 있다. 제안하는 전력 변환 시스템은 한 개의 인덕터, 추가적인 스위치와 다이오드를 사용하여 연료 전지와 배터리를 하나의 컨버터로 구성한다. 따라서 기존에 비해 인덕터 개수가 감소함으로써 경제적이고 높은 전력 밀도 달성할 수 있으며, 스위치의 on/off 동작에 따라 승, 강압 동작이 가능하기 때문에 더 많은 연료전지와 배터리의 전압 조건 상황에서 동작할 수 있다.

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An Economic Feasibility of Household Fuelcell System (가정용 연료전지 시스템의 경제성평가)

  • Ryu, Seunghyun;Kim, Suduk
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.138.1-138.1
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    • 2010
  • 정부는 그린홈 100만호 보급 사업에서 연료전지의 보급 목표를 2010년 200대 2011년 300대, 2012년 500대로 결정하였고 이에 따라 2012년까지 누적 보급대수가 1000대에 달할 전망이다. 본 연구에서는 현재 상업화 되어있는 국내업체의 1kW급 가정용 연료전지 시스템을 2009년에 도입되는 것으로 가정하여 경제성평가를 수행하였다. 분석의 편의상 2009년 서울 지역 난방면적 $100m^2$을 기준으로 전제하였고, 대표가정의 전기와 열수요는 CES 소형 열병합 사업 타당성 분석 프로그램(GS파워, 2006)을 활용하여 구했다. 비용의 경우 기존 보일러의 설비가격은 60만원이며 연료전지시스템의 설비가격은 1200만원이다. 다만 연료전지의 고가 소모품인 스택은 2007년 발간된 한국에너지 기술연구원의 신재생에너지 경제성평가 보고서를 인용하여 스택의 수명은 5년, 교체비용은 1000만 원이나 5년마다 30%의 비용 하락을 전제하였다. 또한, 연료전지시스템의 수명을 20년으로 가정하였으며 할인율은 5.5%를 가정하였다. 한편, 가정용 연료전지의 최적 운전방안을 찾기 위해서 기존 설비를 이용한 비용과 전기추종운전, 열추종운전의 시뮬레이션을 수행한 뒤 세가지 결과를 시간대별로 비교함으로써 최적의 시간대별 운전방식을 선택하는 복합추종운전의 비용을 분석하였다. 시뮬레이션결과, 기존 설비 이용 시 에너지 비용은 1,934,864원으로 분석된 반면 연료전지를 이용한 전기추종은 1,123,691원, 열추종은 1,180,425원, 복합추종은 1,121,174원으로 계산되었다. 한편 편익면에서는 복합추종운전시 813,690원의 편익이 발생하는 것으로 분석되었으며 B/C ratio의 결과는 0.405로 현재로서는 연료전지 시스템이 경제성이 없는 것으로 분석되었다. 따라서 정부는 연료전지의 보급목표와 민간 주도의 자생적인 시장형성을 촉진하기 위해서 단순 설치 보조금 이외에 연료전지시스템과 스택의 비용을 획기적으로 저감 시킬 수 있는 기술개발을 촉진하는 정책 병행이 필요해 보인다.

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Development of Tucson Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle (투싼 연료전지 하이브리드 차량 개발)

  • Jeon Soonil;Choi Seoho;Kwon Soonwoo;Lee Kyuil;Jeong Sungjin;Yun Seong Gon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.357-360
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    • 2005
  • Hyundai Motor Company developed the second generation of fuel cell hybrid electric vehicle based on Tucson SUV in 2004. This vehicle has cold start capability below -10C and its driving performances including maximum speed and accelerating time are almost similar to conventional Tucson SUV's performances without any sacrifice in terms of cabin space. Especially. the cold start capability was realized by utilizing only internal power sources such as fuel cell power and high voltage lithium ion polymer battery. In this paper, we will briefly introduce specifications of Tucson FCEV and its driving performances based on field test and simulations.

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The Characteristic Analysis and Modeling of Aged PEMFC by Output Low Ripple Current (출력 저주파 리플전류에 따른 노화된 연료전지의 특성분석 및 모델링)

  • Kim, J.H;Jang, M.H.;Choi, J.S.;Tak, Y.S.;Cho, B.H.
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • pp.72-73
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    • 2010
  • 연료전지에 출력 저주파 리플전류가 유입될 때, 연료전지 내부에 화학적 특성변화인 Flooding, Drying 및 CO-poisoning이 발생하며 이는 연료전지 노화에 따른 특성변화를 야기한다. 이는 연료전지 노화에 따른 특성분석 및 노화되지 않은 기존 연료전지 시스템 모델의 수정이 불가피함을 나타낸다. 따라서, 본 논문은 연료전지에 연결되는 부하의 출력 저주파 리플전류에 따른 연료전지의 노화에 따른 특성분석 및 차후 진행될 연료전지의 모델링 방향을 간단히 제시하였다. 연료전지의 등가회로 모델 기반 시 저주파 리플전류에 따른 전압-전류 곡선 및 전기화학적 실험결과로 얻어진 노화된 모델 파라미터 값을 연료전지 시스템에 적용하여 노화된 연료전지의 특성분석을 실시하였다. 또한, 노화 전후의 연료전지 등가회로 모델 차이를 간단히 언급하고 차후 진행될 모델링 방향을 제시하였다.

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State of Solid oxide fuel cell (고체산화물 연료전지 기술 현황)

  • Song, Rak-Hyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • pp.1-5
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    • 2002
  • 고체산화물 연료전지는 무공해 고효율의 에너지 발전 장치이다. 연료전지는 형태는 1 세대 알카리형 연료 전지부터 인산형, 고분자전해질형, 직접메탄올형, 용융탄산염형 그리고 3세대인 고체산화물형 연료전지들이 있다. 고체산화물 연료전지는 음극 및 양극 그리고 고온에서 작동되기 때문에 전해질 및 내부연결재 등이 많이 연구 개발되고 있다. 고체산화물 연료전지는 이동형으로부터 소형발전 시스템 및 대형 복합발전시스템에 걸쳐 많이 개발이 이루어지고 있다.

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Operation Characteristics of 5kW Class PEMFC System Using NG as a Fuel (도시가스 사용 5㎾급 고분자 연료전지 운전 특성)

  • 박구곤;이원용;양태현;윤영기;김창수
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.109-113
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    • 2002
  • 도시가스(NG)를 연료로 사용하는 주택용 고분자연료전지 시스템을 국내 최초로 개발하였다. 이 장치는 연료전지부, 개질부, 전력변환부 및 제어부가 통할된 패키지화된 시스템으로 1,000시간 이상 운전 데이터를 확보할 수 있었다.(중략)

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The Status of the Development of 40㎾ PAFC System (40㎾ 인산형 연료전지 발전시스템 개발현황)

  • 전진석;오영삼;김창구;최동수;방효선
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.33-36
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    • 1994
  • 연료전지는 최근에 들어서 고효율, 저공해 에너지기기로서 각광을 받으면서 국내에서는 범국가적 연구개발사업으로 한국형 제1세대 연료전지가 될 40㎾급 인산형 연료전지 발전시스템 개발이 '90년 8월에 착수하여 '95년 7월까지 진행되며, 그 연료전지 시스템의 주요 구성요소인 연료개질기, 전지스택 그리고 전력변환기는 (주)유공, (주)호남정유 및 (주)금성산전이 각각 개발하였으며, 가스공사는 종합적으로 연료전지 시스템 연계, 제어 및 운용을 담당하여 연료전지 개발사업에 체계적이고 종합적인 협동연구를 시도하여왔다.

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