연료전지 하이브리드 시스템에서 발전장치를 이용한 회생제동 특성
저자
발행사항
광주 : 전남대학교 대학원, 2011
학위논문사항
학위논문(석사)-- 전남대학교 대학원 : 기계공학과 2011. 8
발행연도
2011
작성언어
한국어
주제어
DDC
621.8 판사항(22)
발행국(도시)
광주
기타서명
Characteristic of regenerative braking by using additional generator in fuel cell hybrid system
형태사항
vii, 54 p. : 삽도 ; 30 cm.
일반주기명
전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수: 오병수
참고문헌 : p.50-52
소장기관
현재 주요 에너지원인 석유 자원의 소비 증가에 따라 석유 자원의 공급이 어려워짐에 따라 석유가격이 높아지고 있으며, 환경 문제로 인하여 세계적으로 환경규제가 점차 강화되고 있다. 이에 따라 신재생에너지 분야에 대한 관심이 높아지고 있다. 이 중 수소는 에너지와 환경문제를 해결할 효과적인 대안으로 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 수소를 연료로 사용하는 연료전지는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 에너지 변환장치로 반응 후 생성물로 물을 배출하기 때문에 환경에 미치는 영향이 없다. 연료전지는 촉매 또는 연료에 따라 다양한 종류가 있다. 이 중에서도 PEMFC는 고효율, 낮은 운전온도, 고에너지밀도 등 차량에 적용하기에 많은 장점을 가지고 있다. 하지만, 연료전지는 단일시스템으로 사용하게 될 경우 고출력부하에 대하여 성능 및 효율이 급격히 감소하는 단점이 있다. 따라서 배터리/연료전지 혹은 슈퍼캐패시터/연료전지 등으로 시스템을 구성하는 하이브리드 시스템을 이용하여 차량에 적용시키고 있다. 또한, FCHEV 역시 모터를 이용하여 차량을 구동하므로 회생제동 방법을 이용하여 제동 시 열로 소산되는 에너지를 전기적으로 다시 회생하게 된다. 하지만, 모터를 이용하여 회생제동을 할 시에는 모터의 회전자가 영구자석이므로 자속(Magnetic flux)를 변경할 수 없기 때문에 제동력을 크게 조절할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 연구에서는 PEMFC와 Ni-MH 배터리를 이용한 연료전지 하이브리드 시스템의 동적특성과 SoC에 따른 PEMFC와 Ni-MH 배터리의 부하 분담률을 실험적으로 관찰한다. 또한, 차량에 대한 모사실험을 통해 기존의 회생제동이 가진 단점을 보완하기 위해 발전기를 이용하여 회생제동 효율을 높이고자 한다.
이 연구를 통해 연료전지 하이브리드 시스템은 SoC에 따라 부하분담률이 큰 영향을 미치며 배터리 SoC에 대한 관리가 필요하며, 하이브리드 시스템을 구성하였을 경우 연료전지는 안정한 동적 특성을 가지게 됨을 알 수 있다. 또한, 발전장치를 이용한 회생제동의 효율은 63.8%으로 모터를 이용한 회생제동의 효율인 24.2%에 비해 상당한 효율 향상을 보이는 것을 확인할 수 있다.
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