• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
• /
• pp.225-226
• /
• 2018

전기자동차 배터리팩을 충전하기 위한 장치인 차량용 OBC(On-Board Charger)는 AC/DC 컨버터 기능을 담당하는 PFC(Power Factor Correction)와 DC/DC 전력변환 및 전기적 절연을 담당하는 Phase-Shifted Full Bridge Converter를 포함 한다. 현재 시중에 3.3kW급 OBC를 기준으로 규격화되어 생산되고 있지만 전기자동차의 배터리 용량이 날로 증가하고 전기자동차 보급, 사용률이 증가함에 따라 완속충전에 대한 요구가 높아지고 있다. 여기에 전력 인프라 시설 개선과 더불어 6.6kW급 완속충전이 보편화될 수 있게 된다. 차량용 OBC 공급업체에 있어서는 기존의 3.3kW급과 6.6kW급 OBC의 개발 중 어느 쪽에 중심을 둘지 고민에 대한 대안으로 기존의 3.3kW급을 모듈화하여 병렬운전하는 방법으로 6.6kW급 OBC 시장수요에 대응 할 수 있다. 본 논문에서는 3.3kW급 OBC 및 2병렬운전에 관한 시뮬레이션을 개발하고 분석하였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.376-379
• /
• 2021

The design and performance of a SiC-MOSFET-based 11-kW bi-directional on-board charger (OBC) for electric vehicles is presented. The OBC consists of a three-phase two-level AC/DC converter and a CLLLC resonant converter. All the power devices are implemented with SiC-MOSFETs to reduce the conduction losses generated in the OBC, and the DC-link voltage is designed to track the level of battery voltage in the forward and reverse powering modes. As a result, the CLLLC resonant converter always runs at the switching frequency near the resonant frequency, resulting in high-efficiency operation at the maximum powering modes. As the DC-link voltage varies according to the battery voltage, the AC/DC converter in the proposed OBC adopts an adaptive DC-link voltage controller. The performance of the proposed 11-kW OBC is verified by a prototype converter with the following specifications: three-phase 60-Hz 380-V input, 11-kW capacity, and battery voltage range of 214-413-V, resulting in the conversion efficiency of over 95.0-% in the forward and reverse powering modes.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제12권6호
• /
• pp.2247-2255
• /
• 2017

Because the on-board charger (OBC) is installed in electric vehicles (EVs), high power density is regarded as a key technology. Among components of the OBC, inductors occupy more than 30% of the total volume. Thus, it is important to reduce the volume and the weight of inductors while maintaining thermal stability. Discontinuous conduction mode (DCM) can satisfy these requirements; however, only a few studies have adopted the DCM operation for OBCs because of the large inductor current ripple. In this paper, a design process is proposed for application of the DCM operation to OBCs. In order to analyze the inductor losses accurately, a numerical formula for the inductor current ripple is deduced based on a detailed analysis. Two inductors are fabricated using several ferrite cores and powder cores taking into consideration the inductor size, inductor losses, and temperature rise. In order to verify the analysis and design process, experimental results are presented that show that the designed inductors satisfy the requirements of the OBCs.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.443-447
• /
• 2013

This paper deals with LLC resonant converter of on-board charger for electric vehicle charging. Generally, the on-board charger must have a very widely charging voltage, higher efficiency, higher power factor, lower volume and lower weight. For reducing the switching losses, voltage and current stress of the device, the on-board charger is apply the half-bridge LLC resonant converter topology. To have a wide voltage range, it is design the hardware parameters and determine the switching frequency range of the LLC resonant converter. The experimental results show a wide charge voltage.

• 전기학회논문지
• /
• 제63권9호
• /
• pp.1212-1218
• /
• 2014

For OBC (On-Board Charger) and LDC (Low DC-DC Converter) used as essential power conversion systems of PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), system performance is required as well as reliability, which is need to protect the vehicle and driver from various faults. While current development processor is sufficient for embodying functions and verifying performance in normal state during development of prototypes for OBC and LDC, there is no clear method of verification for various fault situations that occur in abnormal state and for securing stability of vehicle base, unless verification is performed by mounting on an actual vehicle. In this paper, a CCM (Charger Converter Module) was developed as an integrated structure of OBC and LDC. In addition, diverse fault situations that can occur in vehicles are simulated by a simulator to artificially inject into power conversion system and to test whether it operates properly. Also, HILS (Hardware-in-the-Loop Simulation) is carried out to verify whether LDC is operated properly under power environment of an actual vehicle.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.456-465
• /
• 2019

PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)와 BEV(Battery Electric Vehicle)는 모터 및 차량 전장 시스템의 구동을 위하여 고전압 배터리를 사용하며 이를 충전시켜주는 OBC(On-Board Charger)와 고전압에서 저전압으로 전력변환을 해주는 LDC(Low DC/DC Converter)가 반드시 필요하다. OBC와 LDC는 차량에 독립적인 시스템으로 동작 하며 개별 공간을 사용하기 때문에 이를 통합한 시스템을 활용하여 무게 및 사용 공간 확보에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 본 논문은 LDC 트랜스포머의 설계를 단순화하여 절연형 전류원 컨버터를 사용한 OBC에 통합이 가능한 1.5kW급 LDC컨버터에 대하여 제안하였다. 제안된 LDC는 양방향 벅-부스트 컨버터의 고정된 임의의 출력 전압을 사용하여 LDC의 최종 출력 전압의 제어가 가능하기 때문에 기존의 OBC-LDC 통합 시스템과 비교하여 배터리 전압 사용 범위, 컨버터의 Duty Ratio 및 OBC의 출력 턴 비를 고려한 트랜스포머 설계에 대한 부분을 단순화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 LDC의 시제품을 제작하여 200V ~ 400V의 입력 전압에서 정상 동작을 확인 하였으며 정격 부하 조건에서 최대 효율 91.885%를 달성 하였다. 또한 OBC-LDC통합 시스템 구축을 통해 약 6.51L의 부피를 달성 하였으며 기존 독립적인 시스템에 비해 15.6% 저감되어 공간 확보에 대한 이점을 확인 할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.141-142
• /
• 2016

본 논문에서는 OBC 전원장치를 이용하여 전기 자동차의 배터리를 충전함에 있어 배터리의 셀 밸런싱을 고려한 충전 기법에 대하여 기술한다. 기존의 OBC 전원장치의 경우 배터리의 온도를 무시한 충전기법이 사용되며, 온도특성에 따라 배터리 수명이 달라지는 문제점을 발생시킨다. 따라서 배터리의 셀 밸런싱을 통해 배터리의 온도를 일정하게 유지하여 배터리 수명 연장시킨다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
• /
• pp.167-168
• /
• 2011

본 논문에서는 전기자동차 (Electric Vehicles, EVs)에 사용되는 탑재형 충전기 (On-Board Charger, OBC)에 적용된 부하직렬공진형 컨버터 (Series-Loaded Resonant DC-DC Converter, SRC)의 최적 공진주파수를 설계하기 위한 과정을 제시한다. 실제 OBC제품의 입 출력을 토대로 프로세스를 진행하여, 다양한 주파수에 따른 공진 네트워크를 구성한다. 그 결과로 얻어진 파라미터를 이용하여 스위칭 주파수에 따른 자성소자의 사이즈 변화 및 손실량 변화 추이를 분석하여 최적의 설계점을 찾는다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
• /
• pp.466-467
• /
• 2018

본 논문은 시동 발전기(Hybrid Starter Generator, HSG) 시스템을 이용한 탑재형 충전기(On Board Charger, OBC)의 설계 및 제어 방법을 제안한다. 일반적으로 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 인버터 및 발전기로 구성된 HSG 시스템과 전력변환장치를 이용한 배터리 충전 시스템을 포함한다. 본 논문에서는 HSG 시스템에 추가적인 회로를 이용하여 배터리 충전 기능을 수행할 수 있는 OBC의 설계 및 제어 방법을 제안한다. 결과적으로 전력변환장치의 수를 줄여 차량의 내부 공간을 확보하며, 제조 가격을 감소시킬 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 배터리 충전 시스템의 설계 및 제어 방법의 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
• /
• pp.55-57
• /
• 2019

본 논문에서는 3.3[kW] on board charger(OBC)의 고전력 밀도 달성을 위한 LLC 공진형 컨버터의 최적 스위칭 주파수를 설계한다. 스위칭 주파수에 따라 달라지는 손실 양상 및 전력 밀도를 분석하기 위해 각 스위칭 주파수 별 반도체 소자 손실을 계산하고, 각 주파수에 적합한 변압기를 설계하여 주파수 변화에 따른 시스템 손실과 부피를 비교한다. 비교 결과를 바탕으로 최적 스위칭 주파수를 설계한다.