넓은 충전전압 범위를 갖는 고효율, 고출력의 충전시스템 개발
저자
전유종(Yujong Jeon) ; 나재호(Jaeho Na) ; 박준성(Junsung Park) ; 임혜빈(Hyebin Lim) ; 신외경(Waegyeong Shin)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
80-80(1쪽)
제공처
환경오염 및 이산화탄소 규제에 따라 내연기관 자동차의 대안으로 전기자동차, 수소차 및 하이브리드자동차와 같은 친환경 자동차들이 개발되고 있다. ElectricVehicle(이하 EV)는 배기가스가 배출되지 않아 친환경적이고, 기존 내연기관 차의 구성품들 보다 높은 내구성을 갖으며 저렴한 유류비를 큰 장점으로 볼 수 있다. 하지만 1 회 충전 시 내연기관과 비교하여 상대적으로 짧은 주행가능거리(400km @니로EV)와 긴 충전시간, 충전기 인프라의 부족 등의 문제점을 가지고 있다.
본 논문에서는 넓은 충전전압 범위를 만족하고 병렬제어를 통한 고출력 충전기 제작이 가능한 20kW 급모듈형 충전시스템의 개발을 제안한다. 제안하는 파워모듈은 NPC T Type 인버터를 사용하여 입력전압 3상 380V을 700V 로 정류하고 정류된 DC Link 전압을 LLC 컨버터로 150~1000V의 출력전압으로 만들어낸다. 컨버터의 효율을 높이기 위해 와이드밴드갭 소자인 SiC Mosfet module을 적용하였고 높은 스위칭주파수에서 발생하는 손실이 Si Mosfet 보다 적은 이점을 갖는다. 이 20kW 급 파워모듈은 병렬 연결이 가능하여 원하는 용량만큼 확장하여 설계할 수 있다.
본 논문에서는 20kW 급 시제품을 제작하여 시험 한 결과 최고 효율은 95.9%(@450V,15A)를 달성하였고 출력전압 150~1000V 범위에서 주로 사용하는 최대부하 충전영역(@20A)에서 93%이상의 효율을 달성하였다.
This paper proposes the development of a high-power, high-efficiency charging system with a wide range of charging voltages. The prototype consists of an NPCt type ac-dc converter and a two-mode LLC converter. It operates in half-bridge mode at 150 to 500 V output voltage and in full-bridge mode at 500 to 1000 V output voltage, with high efficiency over a wide range. It also has the ability to increase capacity through parallel connections. To validate the proposed concept, we provide test results for the 20 kW prototype.
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