V2G 시스템용 양방향 DC-DC 컨버터의 DCM 구동 시 솔실 저감을 위한 스위칭 기법

Abstract

최근 전기자동차 차량내부의 배터리와 계통을 연계하여 보다 효율적으로 전력을 공급하는 V2G(Vehicle to Grid)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. V2G 시스템에서 계통과 차량내부의 배터리간의 에너지 수수를 위해서는 양방향 DC-DC 컨버터가 필요하다. V2G 시스템의 고효율화 달성을 위하여 높은 효율의 양방향 DC-DC 컨버터가 요구되고 있다. 본 논문에서는 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 소프트 스위칭 기법을 다룬다. 배터리의 수명과 직접적인 관련이 있는 전류의 리플을 줄이기 위해 3상 인터리브드 방식을 이용하였다. 제안하는 양방향 DC-DC 컨버터는 고효율을 달성하기 위해 DCM(Discontinuous Conduction Mode)로 동작한다. 기존의 양방향 DC-DC컨버터 또한 DCM동작을 하지만 전류를 Level-shift 하여 출력 전력을 제어하는 방식이므로 경부하에서 낮은 효율을 가지는 단점이 있다. 본 논문에서는 경부하에서도 높은 효율을 달성할 수 있는 새로운 스위칭 기법을 제안하여 시스템 효율을 개선하고자 한다. 제안한 스위칭 기법을 이용하면 ZVS(Zero Voltage Switching)용 커패시터의 개수 또한 반으로 줄여 원가절감이 가능하다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 시스템의 성능을 검증하고자 한다.