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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이형철
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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최근 국내외적인 관심인 지구온난화 문제와 관련하여, 국가별 온실가스 감축이 의무화되고, 친환경 대중교통에 대한 관심이 많아지면서 철도차량 연구에 있어서도 감축 및 에너지 효율 향상을 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 현재의 도시교통 시스템으로서의 철도기술은 에너지 효율성 향상, 하이브리드 시스템, 대체에너지 사용에 관한 연구가 진행되고 있다.
무가선 저상 트램은 기존 전기 전동차와 달리 최근 친환경 교통수단으로써 에너지 저장 장치를 장착하여 외부 전원 없이 에너지를 사용하기 때문에 Battery의 효율적인 사용이 요구된다. 전동차에서 에너지 효율을 높이기 위해서는 에너지 저장 장치를 탑재하여 차량 제동 시 발생하는 회생에너지 흡수를 극대화하고 최적화된 충·방전 시나리오를 통해 전체 에너지 효율을 개선하기 위한 연구가 이루어져야 한다. 그러므로 무가선 저상 트램은 차량 제동 시 발생하는 회생에너지를 에너지 저장 장치에 저장하여 Battery의 효율적인 사용이 요구된다. 에너지 효율은 에너지 저장 장치의 특성에 따라 크게 좌우되는 요소인데, 기존 Battery만을 탑재한 차량에서는 잦은 충·방전과 과전류로 인해 Battery 수명이 저하되는 문제가 있다. 하이브리드 에너지 저장 장치는 상보적인 특성을 가진 두 소자 간 조합으로 이루어져서 위와 같은 문제를 해결할 수 있다.
본 논문에서는 무가선 저상 트램에 Ultra Capacitor와 Battery를 조합한 ESS를 적용하고, 양방향으로 동작이 가능한 DC-DC 컨버터를 이용하여 전력 분배 전략을 개발하는 연구를 진행한다. Test-bench를 구성하고, HILS를 구축하여 유·무가선 구간 주행 상황별 ESS 충·방전 시나리오를 확인한다.
무가선 저상 트램은 기존 전기 전동차와 달리 최근 친환경 교통수단으로써 에너지 저장 장치를 장착하여 외부 전원 없이 에너지를 사용하기 때문에 Battery의 효율적인 사용이 요구된다. 전동차에서 에너지 효율을 높이기 위해서는 에너지 저장 장치를 탑재하여 차량 제동 시 발생하는 회생에너지 흡수를 극대화하고 최적화된 충·방전 시나리오를 통해 전체 에너지 효율을 개선하기 위한 연구가 이루어져야 한다. 그러므로 무가선 저상 트램은 차량 제동 시 발생하는 회생에너지를 에너지 저장 장치에 저장하여 Battery의 효율적인 사용이 요구된다. 에너지 효율은 에너지 저장 장치의 특성에 따라 크게 좌우되는 요소인데, 기존 Battery만을 탑재한 차량에서는 잦은 충·방전과 과전류로 인해 Battery 수명이 저하되는 문제가 있다. 하이브리드 에너지 저장 장치는 상보적인 특성을 가진 두 소자 간 조합으로 이루어져서 위와 같은 문제를 해결할 수 있다.
본 논문에서는 무가선 저상 트램에 Ultra Capacitor와 Battery를 조합한 ESS를 적용하고, 양방향으로 동작이 가능한 DC-DC 컨버터를 이용하여 전력 분배 전략을 개발하는 연구를 진행한다. Test-bench를 구성하고, HILS를 구축하여 유·무가선 구간 주행 상황별 ESS 충·방전 시나리오를 확인한다.
목차
차 례국문 요지 Ⅱ그림/표 목차 Ⅳ제 1장 서론 11.1 연구 필요성 11.2 연구내용 및 목표 4제 2장 시스템 구성 및 차량제원 52.1 차량 제원 92.2 차량 추진제어시스템 102.3 HESS 기본 구조 112.4 시스템 구성 13제 3장 HILS 시뮬레이션 환경 143.1 견인 전동기 (PMSM) 143.2 부하 전동기 선정 183.3 전동기 드라이버 선정 203.4 DC/DC 컨버터 시스템 213.4.1 DC/DC컨버터 구동실험 223.5 Battery 시스템 253.6 Ultra Capacitor 시스템 26제 4장 전력분배 알고리즘 284.1 전력분배 알고리즘 284.2 HILS 시스템 구성 314.3 HILS 시스템 제원 및 구성도 324.4 HILS Test- bed 동작 매커니즘 334.5 무가선 트램 전력분배 전략 364.5.1 가선 구간 전력 흐름 364.5.2 무가선 구간 전력 흐름 37제 5장 실험결과 385.1 시뮬레이션 결과 395.2 결론 40Reference 41ABSTRACT 45
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