Search

In this paper, a fuel-cell (FC)/battery hybrid direct-current (DC) backup power system is proposed for high step-up applications. This system is composed of a newly developed non-isolated three-port converter, which achieves a high voltage gain by taking the advantage of a quasi Z-source network and an energy transfer capacitor. After analyzing the converter, a comprehensive comparison study and a design procedure are provided. Moreover, the controllers regulating the source power levels while smoothing the FC power profile according to the proposed energy management strategy (EMS) are designed based on the developed small-signal model of the proposed converter. Both hardware and controller design procedures are validated through the PSIM model of the whole system. As a result, it is shown that the proposed system can effectively couple FC and battery while transferring their energies to a high voltage DC bus according to the offered EMS. (c) 2021 Published by Elsevier Ltd on behalf of Hydrogen Energy Publications LLC. WOS:000706634600004 2-s2.0-85118133245

Fuel cell vehicle technology has drawn wide attention because of the environmental and economic issues related to excessive usage of fossil fuels. Fuel cells are known for their unidirectional environmental friendly operation; however, they have low power density and suffer from slow dynamics. Therefore, a sole fuel cell system cannot meet the requirements of an electric vehicle whose power demand is quite dynamic. In a way of hybridizing a fuel cell with energy storage devices, it can be possible to overcome aforementioned problems. A plug-in fuel cell hybrid electric vehicle system, equipped with a battery and an ultra-capacitor, is proposed in this work. In this system, a single multi-input converter is utilized to control source energies. Moreover, this work develops a computationally efficient energy management strategy which is essentially a frequency decoupling method basically taking the advantage of easily applicable low pass filters. In this strategy, a polynomial scales the fuel cell and battery power levels to regulate ultra-capacitor voltage. The whole system is tested via a simulation model after the detailed analysis of the multi-input converter., Fosil yakıtların aşırı kullanımının oluşturduğu çevresel ve ekonomik kaygılardan dolayı, yakıt hücreli araç teknolojisi oldukça ilgi çekmektedir. Yakıt hücresisistemleri tek yönlü çevre dostu işletimleriyle bilinmektedir, ancak güç yoğunlukları düşük ve tepki süreleri yavaştır. Dolayısıyla, bir yakıt hücresi sistemi, güç talebi oldukça dinamik olan bir elektrikli aracın ihtiyacına tek başına cevap verememektedir Yakıt hücresi sistemlerini enerji depolama sistemleri ile birlikte kullanarak bahsedilen problemlerin üstesinden gelinebilir. Bu çalışmada batarya ve ultra kapasitör içeren şarj edilebilir yakıt hücreli bir hibrit elektrikli araç sistemi sunulmaktadır. Bu sistemde, bir adet çok-girişli dönüştürücü kullanılarak kaynak enerjileri kontrol edilmektedir. Ayrıca, bu çalışma hesaplayıcı verimli bir enerji yönetim stratejisi geliştirmektedir. Temelde bu strateji kolay uygulanabilen alçak geçiren filtrelerden yararlanan bir frekans ayırma yöntemidir. Bu stratejide, bir polinom yakıt hücresi ve batarya güçlerini ölçeklendirerek ultra-kapasitör gerilimini regüle etmektedir. Tüm sistemin çalışması, çok girişli dönüştürücün detaylı analizinden sonra, bir benzetim çalışması ile test edilmektedir.