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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김재문
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2017
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친환경 에너지원으로 주목 받고 있는 연료전지 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있고, 연료전지에서 발생한 직류전원을 에너지원으로 하는 철도차량에 적용을 위한 연구들이 이루어지고 있다.
화학반응을 이용하는 연료전지는 부하변동에 대한 반응속도가 느리므로 발전시 출력전압의 변동이 심하고, 무부하시와 부하시 발전전압의 크기가 크게 변하는 특성을 가지고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 연료전지 출력전압 레벨과 동일한 에너지 저장매체(2차전지, 슈퍼캐패시터 등)를 병렬로 사용하여 연료전지의 수명을 향상하고 부하의 응답성을 개선하는 Hybrid 구조에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 논문에서는 철도차량에서 역행 시에 차량 내의 배터리의 전기에너지를 견인전동기로 인가하고 제동 시에 회생하는 에너지를 배터리로 충전 시킬 수 있는 2상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 따라서 철도차량에 적용된 에너지 저장시스템 토폴로지를 분석하고 이에 따른 전력변환장치를 구성하여 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 시뮬레이션의 분석결과를 바탕으로 하드웨어 설계 및 제작을 통해 실험을 수행하여 하드웨어구현의 타당성을 검증하였다.
화학반응을 이용하는 연료전지는 부하변동에 대한 반응속도가 느리므로 발전시 출력전압의 변동이 심하고, 무부하시와 부하시 발전전압의 크기가 크게 변하는 특성을 가지고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 연료전지 출력전압 레벨과 동일한 에너지 저장매체(2차전지, 슈퍼캐패시터 등)를 병렬로 사용하여 연료전지의 수명을 향상하고 부하의 응답성을 개선하는 Hybrid 구조에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 논문에서는 철도차량에서 역행 시에 차량 내의 배터리의 전기에너지를 견인전동기로 인가하고 제동 시에 회생하는 에너지를 배터리로 충전 시킬 수 있는 2상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 따라서 철도차량에 적용된 에너지 저장시스템 토폴로지를 분석하고 이에 따른 전력변환장치를 구성하여 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 시뮬레이션의 분석결과를 바탕으로 하드웨어 설계 및 제작을 통해 실험을 수행하여 하드웨어구현의 타당성을 검증하였다.
목차
요 약 ⅰ목 차 ⅱ표 목차 ⅳ그림목차 ⅴⅠ. 서 론 11.1 연구의 필요성 및 목적 11.2 논문의 구성 3Ⅱ. 에너지 저장시스템 기술동향 42.1 전기자동차 에너지 저장시스템 42.2 철도차량 에너지 저장시스템 6Ⅲ. 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터 103.1 일반적인 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터 103.2 제안된 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터 27Ⅳ. 연구 결과 354.1 모델링 및 시뮬레이션 결과 354.2 하드웨어 실험 43Ⅴ. 결 론 54참고문헌 55Abstract 57
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