• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.121-128
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• 2014

본 연구의 목적은 용융탄산염연료전지와 같은 고온연료전지에 동반하는 기계적 주변기기의 타당성을 검토할 수 있는 동적 시뮬레이션 모델을 개발하는 것이다. 연료전지를 운송수단과 같은 독립적인 동력기관에서 사용하기 위해서는 동반하는 기계적 주변기기를 최적화 및 소형화할 필요가 있다. 본 연구에서는 유입가스의 조성, 압력, 유량 및 스택의 온도에 따른 용융탄산염연료전지 내부의 화학반응의 동적 모델링을 구현하고 정상상태 시뮬레이션을 수행하여 실험결과와 비교 분석하였다. 또 연료전지의 전류밀도 제어에 따른 on/off 시뮬레이션을 수행하여 동적 시뮬레이션 모델의 타당성을 분석하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.208-211
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• 2008

본 논문에서는, 연료전지의 비선형 출력특성으로 인한 전력변환장치 (PCS)의 특성해석을 위해 Matlab Simulink로 구성된 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)와 PSIM으로 구성된 PCS의 연동 시뮬레이션 기법에 대하여 기술한다. 또한 제안된 연동 시뮬레이션을 기반으로 PEMFC 특성을 갖는 전원과 이상적인 정전압원이 PCS에 입력되었을 경우 나타나는 특성 시뮬레이션을 통해 비교 분석하고, 이를 통해 연료전지-PCS 연동 시뮬레이션의 필요성을 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.283-284
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• 2011

연료전지는 다른 대체에너지원에 비해 효율이 높고 소음이 거의 없으며 친환경적이라는 장점으로 인해 각광받고 있다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응으로 물이 생성되는데, 이때 전기와 열이 발생한다. 또한, 저전압 대전류의 특성을 가지며 부하에 따른 출력전압의 변동이 크므로 전압을 조정해야 한다. 따라서 저전압을 승압하기 위한 DC/DC Boost(이하 부스트)컨버터가 필요하다. 본 논문에서는 연료전지를 이용한 배터리 충전 시스템을 구성하고, 그 기능을 MATLAB/SIMULINK의 모델과 시뮬레이션을 통해 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.39-41
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• 2008

본 논문에서는 PEM(Proton Exchange Membrane) 연료전지 스택의 동적 특성에 관한 시뮬레이션에 대하여 기술한다. 연료전지의 출력은 부하 변동에 따른 가스 압력의 변화와 동작 온도의 변화 등에 민감하게 반응하는 특성을 갖고 있다. 본 논문에서는 부하 변화에 따른 스택 내부 채널의 가스 압력 변화를 계산하고 이를 Nernst 방정식에 적용하여 출력전압의 변동을 계산한 뒤 부하에 따른 손실을 계산하는 방법으로 동적 모델링을 수행하고 이를 이용한 시뮬레이션을 실시하였다. 스택의 각종 파리미터는 실험을 통해 추출되었고, 이를 적용한 Matlab/Simulink 시뮬레이션을 통해 제안된 모델이 연료전지 스택의 정특성 및 동특성을 적절하게 추종함을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.287-296
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• 2002

현재 자동차의 문제점을 해결할 수 있는 가장 착실한 엔진은 수소를 이용한 연료 전지라고 판단된다. 연료전지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 직접 변환하는 장치이다. 순수한 연료전지 차량과 연료전지 하이브리드 차량을 비교 분석하였다. 연료전지 하이브리드 차량에서 고려하여야할 점은 효율, 연료경제성, 출력 특성 등이 있다. FUDS 싸이클 시뮬레이션 비교를 하면 하이브리드화가 순수 연료전지 차량 보다 효율이 높다. 이는 회생 제동 에너지를 이용할 수 있으며 battery를 이용하여 연료전지를 효율적인 영역에서 작동하게 할 수 있기 때문이다. Life cycle 비용은 연료전지의 크기, 연료전지의 가격, 수소의 가격 등에 지배적인 영향을 받는다. 연료전지의 가격이 고가이면 하이브리드화가 유리하나, 연료전지의 가격이 400$/kW 이하가 되면 순수한 연료전지 자동차가 비용면에서 유리 하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.256-257
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• 2007

본 논문에서는 연료전지용 PCS 설계 및 시뮬레이션 시 연료전지의 비선형 전원 특성에 의한 영향을 확인하기 위하여 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC) 스택을 전기화학 방정식을 기반으로 모델링한다. 모델링된 연료전지 전원을 부스트 컨버터의 입력으로 활용하여 시뮬레이션을 수행한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1117-1122
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• 2012

연료전지를 선박에 적용하는 연구를 위해서는 연료전지 특성을 고려한 전력 시스템 설계 및 부하 제어에 대한 연구가 필요하다. 하지만 연료전지를 직접 실험하기 위해서는 여러 보조기기들과 복잡한 제어 기술이 필요하다. 이러한 이유로 연료전지 시뮬레이터가 필요하며, 이를 위한 연구가 활발히 진행중이다. 본 논문에서는 자동차, 소형 선박 등에 적용되고 있는 PEMFC에 관하여 LabVIEW를 기반으로 시뮬레이션 하였다. 또한 이러한 시뮬레이션 데이터를 바탕으로 프로그램이 가능한 전력공급장치를 이용하여 시뮬레이터를 제작하여 연료전지의 특성을 구현하였다. 이를 통해 연료전지의 분극화 곡선과 변수에 따른 I-V특성을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.185-188
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• 2007

본 논문에서는 수소이온교환막 연료전지의 퍼지 모델링 기법을 제안하였다. 수소이온교환막 연료전지는 가정용으로 공급이 적합한 연료전지로서 최근들어 많은 연구가 진행되고 있다. 연료전지 특성 모델은 이러한 연구에 중요한 역할을 하고 있으면 이 때문에 다양한 연료 전지 모델링 기법들이 제안되고 있다. 본 논문에서는 선형 행렬부등식 최적화기법을 기반 새로운 형태의 퍼지 모델링 기법이 제안되었다. 최종적으로 시뮬레이션을 통해 제안된 기법의 우수성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.138.1-138.1
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• 2010

직접메탄올 연료전지는 액체 메탄올 저장의 이점을 가지고 있어 이동형 전원 등의 응용에 적합하며, 최근 군사용 통신 전원이나 노트북용 전원으로 사용하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 그러나 연료전지 스스로는 초기 기동을 할 수 없고 부하의 응답 특성에 빠르게 대응하기 어렵다. 따라서 연료전지와 배터리를 하이브리드로 구성하면 이러한 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라 연료전지에 대한 부하가 안정되어 수명 연장에도 긍정적인 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 직접메탄올 연료전지와 리튬 이차전지를 연계하여 하이브리드 시스템을 구성하고자한다. 시뮬레이션을 통해 채널 형상에 따른 유동 및 차압을 해석하였으며, Single Cell, Short Stack 및 Stack의 특성을 평가하였다. 또한 하이브리드 시스템은 연료전지 스택, 연료전지 운전 장치, 리튬 이차전지, BMS, PCM, DC/DC Converter 등을 구성하여 시스템의 특성 등을 관찰하고자한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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• pp.237-239
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• 2009

본 논문에서는, 비선형 출력 특성을 가지는 연료전지를 시뮬레이터로 구성하고 이를 이용한 최적의 연료전지용 전력변환기 (PCS) 설계기법을 기술한다. 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC)를 모델링하여 시뮬레이터를 구성하고 이상적인 DC 전압원과 연료전지 전원 인가에 따른 특징을 이론적으로 해석한 후 시뮬레이션을 통해 이론적 타당성을 검증한다.