A lot of conventional automotive components driven by mechanical power source are being replaced with electrical ones to comply with the demands of market and customer. Therefore the amount of electric energy used in a vehicle will be increased continuously. The increment of electric power demand causes interest on new higher power system such as 42V Power Net, and furthermore necessity for development of energy storage device is highlighted recently.
The Hybrid energy pack is composed of Battery, Ultra-capacitor and Bi-directional DC/DC Converter. Ultra-capacitor is introduced to make up for the weak points of Battery, because the power density of Ultra-capacitor is higher than that of Battery. Bidirectional DC/DC Converter is also one of the important parts in Hybrid energy pack of 42V power system, because the bi-directional DC/DC Converter makes bi-directional power flow possible between Battery and Ultra-capacitor. This paper proposes Bidirectional Cascade Buck-Boost DC/DC Converter which can satisfies required specification in Hybrid energy pack of 42V power system. The operation principle is described along with simple control method, and experimental results on a 500W prototype are provided.
자동차 부품의 전기/전자화로 인해서 차량에서 필요로 하는 전기 에너지가 크게 증가하게 됨에 따라 42V 전력 시스템과 같은 고전력 시스템에 관심이 집중되고 있다.복합형 에너지 저장장치는 배터리와 울트라캐패시터, 그리고 양방향 DC/DC 컨버터로 구성되어있다. 울트라캐패시터는 배터리의 단점을 보완하기 위해서 도입되었다. 왜냐하면 울트라캐패시터는 배터리보다 높은 전력 밀도를 가짐으로써 순간적으로 큰 전력을 낼 수 있고, 에너지 입출력 과정에 화학적 반응을 수반하지 않기 때문에 수명도 영구적이다. 양방향 DC/DC 컨버터는 배터리와 울트라캐패시터 사이에서 양방향 전력전달을 가능하게 하여 울트라캐패시터의 충전상태를 유연하게 제어하게 된다. 본 논문은 42V 전력 시스템의 복합형 에너지 저장장치에서 요구되는 조건들을 잘 만족시키는 양방향 Cascade Buck-Boost Converter를 제안하였다. 제안한 컨버터의 동작원리를 간단한 제어방법과 함께 기술하였고, 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 입증한다.
