전기자동차용 급속 충전기에서 전력변환 효율은 절연형 DC-DC 컨버터에 의해 좌우된다. 이때 DC-DC 컨버터의 출력 전압 범위가 넓기 때문에 기존의 3레벨 컨버터를 사용할 경우 충전전압이 낮을 때 순환전류가 커지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 넓은 충전전압범위를 갖는 전기자동차용 급속충전기를 위한 3레벨 DC-DC 컨버터의 하이브리드 스위칭 기법을 제안한다. 제안한 하이브리드 스위칭 기법은 충전전압이 낮을 때 순환전류를 줄일 수 있어 주로 낮은 배터리 전압에서 동작하는 CC충전 모드 시 도통 손실을 줄일 수 있다. 또한 커플인덕터를 사용하여 순환전류를 줄이고 Lagging Lag 스위치의 ZCS 턴오프를 성취시켜 손실을 줄일 수 있다. 기존의 스위칭 방법과 하이브리드 스위칭 기법에 따른 손실을 비교하여 제안한 스위칭 기법의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 Boost 컨버터와 Push-pull 컨버터로 구성되어 가격 경쟁력 향상 및 안정적으로 출력 전압 제어가 가능한 게이트 드라이버용 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 DC-DC 컨버터는 항상 최상의 성능으로 동작하는 전기 자동차용 인버터를 구현하기 위해 전기 자동차의 열악한 동작 환경에 상관없이 안정적인 On/Off 전압을 공급한다. 제안된 DC-DC 컨버터는 80kW 전기 자동차 개발을 위해 제작된 인버터를 통하여 성능을 검증하였다.
최근 친환경적인 자동차 산업을 위해 지속적인 전기 자동차의 보급이 이루어지고 있다. 따라서 내연기관의 대체 교통수단으로 자리매김하기 위해 전기 자동차 충전소와 같은 적합한 인프라 구축이 필요하다. 전기 자동차 보급에 있어 가장 이슈가 되고 있는 부분은 전기 자동차의 충전시간이며 이 충전시간은 내연기관 차량의 주유 시간과 비교했을 때 비교적 길기 때문에 이를 최대한 단축시키기 위한 급속 충전 기술 개발이 시급하다. 본 논문에서는 전기 자동차용 급속 충전기에 대한 분석을 위해 EMTP(Electro Magnetic Transient Program)를 이용하여 3상 AC/DC 컨버터를 모델링하고 검증하였다.
본 논문에서는 전기자동차 800V/14V LDC용 낮은 전압정격을 갖는 소프트 스위칭 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 입력이 직렬구조로써 입력전압의 절반으로 낮은 스위치의 전압정격을 갖기 때문에 도통손실과 스위칭 손실 저감 효과를 갖고, 넓은 입력전압 및 부하영역에서 소프트 스위칭을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있으며 변압기의 직렬연결로 된 커패시터로 인해 자화전류의 오프셋이 없다. 제안하는 소프트 스위칭 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.
In this paper Li-polyer batteries, which are in use of EV recently, are used. The Li-polymer batteries have high density of energy and invulnerability of the fluids and explosion. It is confirmed that the DC-bias pulse mode/cc mode characteristics on charge by designing Fast-charging system designed in three phase PWM and full-bridge converter.
환경오염의 의한 지구온난화가 세계적 이슈가 되고 있으며 화석연료의 고갈 등으로 기존의 자동차들이 점점 설 자리를 잃어 가는 게 현재 상황이다. 따라서 화석연료 자동차를 대체해야하는 많은 새로운 형태의 자동차가 제시 되고 있는데 그중에 현재 가장 경쟁력과 경제성을 가진 전기자동차가 대두되고 있는 시점에 이를 충전하기 위한 여러 장치들이 나오고 있다. 그중에 우리는 3상계통 인버터와 고효율 DC-DC 컨버터로 구성 된 충전기를 소개하고자한다.
본 논문에서는 전기자동차 탑재형 대용량 배터리 충전기를 위한 위상 변조되면서 제어되는 듀얼 풀 브리지 컨버터에 대한 연구결과를 발표한다. 제안되는 위상 변조 듀얼 풀 브리지 컨버터는 기존 대용량 풀 브리지 컨버터에 비해 약 50%이상 도통 손실이 개선되며, 변압기 이차측 정류단 전압스트레스 또한 크게 개선되는 이점을 갖고 있다. 더불어 배터리가 충전되는 전부하 구간에서 일차측 전력반도체스위치의 영전압 스위칭이 보장되며, 출력 필터 인덕터 사이즈 또한 크게 작아지는 장점도 갖고 있다. 논문에서는 제안 회로와 그 분석 결과가 발표되어 지고, 그 가능성은 6.6 kW급 배터리 충전기 시뮬레이션 결과로부터 확인되어진다.
본 논문에서 설계한 3kW급 절연형 DC/DC 컨버터는 전기 버스의 주 동력원인 고전압 배터리로부터 차량의 전장시스템에 저전압 전원을 공급한다. 이 전력변환에는 고전압 배터리측과 저전압 배터리측의 절연이 반드시 필요하기 때문에 고주파 변압기를 사용한 절연형 DC/DC 컨버터가 일반적으로 사용된다. 따라서 ZVS 동작이 가능한 위상천이 방식의 풀-브리지 컨버터를 선정하였다. 본 논문에서 사용된 전력변환장치는 차량시스템에 적용하기 적합한 프리스케일사의 32-Bit DSP인 MPC5553 기반의 제어기를 이용한 실험을 통해 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 기 제작된 전기자동차용 고효율 승압형 양방향 DC/DC 컨버터의 소형/경량화 및 전력밀도의 상승을 위한 구조설계를 제안한다. 제안된 컨버터는 1차 측 Full-Bridge 회로와 고조파 변압기 부, 2차 측 배압회로를 구성하고 변압기에 존재하는 누설인덕턴스 성분과 배압회로의 커패시터 성분을 이용하여 직렬 L-C공진회로를 구성함으로서 모든 스위치에 ZCS (Zero Current Switching)을 구현하여 전체 사이즈 및 비용을 감소시키고자 하였다. 제안된 방식의 타당성을 입증하기 위하여 전력밀도의 비교 및 PSIM 시뮬레이션으로 본 논문에서 제안된 컨버터 구조의 타당성을 검증하고자 한다.
본 논문에서는 에너지 순환을 위해 회생제동을 할 수 있는 전기자동차용 고효율 승압형 양방향 DC/DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 1차 측 Full-Bridge 회로와 고조파 변압기 부, 2차 측 배압회로를 구성하고 변압기에 존재하는 누설인덕턴스 성분과 배압회로의 커패시터 성분을 이용하여 직렬 L-C공진회로를 구성함으로서 모든 스위치에 ZCS (Zero Current Switching) 을 구현함으로서 전체 사이즈 및 비용을 감소시키고자 하였다. 제안된 방식의 타당성을 입증하기 위하여 PSIM 시뮬레이션으로 본 논문의 컨버터 구조의 타당성을 검증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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