Power control of a bidirectional DC BUS for fuel cells applications

This paper proposes a power system for fuel cell applications able to transfer energy from the power source to the load, and to charge an auxiliary storage device using regenerative power flows generated by the load. The solution is based on a closed loop bidirectional DC/DC converter, where additio...

Full description

Autores:
Restrepo, A. F. (Andrés Fernando)
Ramos-Paja, C. A. (Carlos Andrés)
Franco-Mejía, Edinson
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2011
Institución:
Universidad EIA .
Repositorio:
Repositorio EIA .
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:repository.eia.edu.co:11190/120
Acceso en línea:
https://repository.eia.edu.co/handle/11190/120
Palabra clave:
REI00199
ENERGÍA
ENERGY
ENERGY CONVERSION
CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA
REGENERATIVE POWER FLOW
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AUXILIARY STORAGE
ELECTRONIC LOAD
FUEL CELL EMULATOR
FLUJO REGENERATIVO
CONVERTIDOR DC / DC BIDIRECCIONAL
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO
CARGA ELECTRÓNICA
EMULADOR
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openAccess
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description This paper proposes a power system for fuel cell applications able to transfer energy from the power source to the load, and to charge an auxiliary storage device using regenerative power flows generated by the load. The solution is based on a closed loop bidirectional DC/DC converter, where additional devices have been also designed to experimentally test the solution in a safe and realistic environment: a fuel cell emulator and an electronic load.
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The solution is based on a closed loop bidirectional DC/DC converter, where additional devices have been also designed to experimentally test the solution in a safe and realistic environment: a fuel cell emulator and an electronic load.Este artículo propone un sistema de potencia para aplicaciones de pilas de combustible capaz de transferir energía de la fuente de potencia a la carga y de cargar un sistema de almacenamiento con flujos regenerativos de potencia desde la carga. La solución está basada en un convertidor bidireccional DC/DC en lazo cerrado. Además, se presentan dispositivos auxiliares diseñados para evaluar experimentalmente la solución en un entorno seguro y realista: un emulador de pila de combustible y una carga electrónica.12 p.application/pdfengRevista EIAAtmel Corp oration (2008). 8-bit microcontroller with 16K bytes in-system programmable flash, ATmega16, ATmega16L . June, pp. 1-358. [Consulted on March 19, 2010]. Available in: <http://www.atmel.com/dyn/ resources/prod_documents/ doc2466.pdf>Calderón, Marco Tulio y Mesa, Leonardo (2004). Principios de funcionamiento y construcción de una celda de combustible de ácido fosfórico (PAFC) . Scientia et Technica, año X, No. 25 (agosto), pp. 125-130Correa, J. M.; Farret, F. A.; Canha, L. N. and Simoes, M. G. (2004). An electrochemical-based fuel-cell model suitable for electrical engineering automation approach . IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 51, No. 5 (October), pp. 1105-110Ed Bargar, H.; Li, J.; Goering, D. J. and Lee J. H. (2003). Modeling and verification of hybrid electric HMMWV performance . Industrial Electronics Society 2003, vol. 1, November 2-6, pp. 939-944Erickson, Robert W. and Maksimovic, Dragan. Fundamental of power electronics. 2nd ed. United States: Kluwer Academic Publishers, 2001. 883 p. ISBN 079-23-7270-0Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/El autor de la obra, actuando en nombre propio, hace entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos en formato digital o electrónico y autoriza a la ESCUELA DE INGENIERIA DE ANTIOQUIA, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995, y demás normas generales sobre la materia, utilice y use por cualquier medio conocido o por conocer, los derechos patrimoniales de reproducción, comunicación pública, transformación y distribución de la obra objeto del presente documento. PARÁGRAFO: La presente autorización se hace extensiva no sólo a las dependencias y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, sino también para formato virtual, electrónico, digital, y en red, internet, extranet, intranet, etc., y en general en cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, manifiesta que la obra objeto de la presente autorización es original y la realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obra es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARÁGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la obra en cuestión, EL AUTOR, asumirá toda la responsabilidad, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos la ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA actúa como un tercero de buena fe.info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercialhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2REI00199ENERGÍAENERGYENERGY CONVERSIONCONVERSIÓN DE LA ENERGÍAREGENERATIVE POWER FLOWDC - DC BIDIRECTIONAL CONVERTERAUXILIARY STORAGEELECTRONIC LOADFUEL CELL EMULATORFLUJO REGENERATIVOCONVERTIDOR DC / DC BIDIRECCIONALSISTEMA DE ALMACENAMIENTOCARGA ELECTRÓNICAEMULADORPower control of a bidirectional DC BUS for fuel cells applicationsControle de potência de um ônibus DC bidirecional para aplicações de pilhas de combustívelControl de potencia de un BUS DC bidireccional para aplicaciones de pilas de combustibleArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/ARThttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Fondo Editorial EIAPublicationTHUMBNAILREI00199.pdf.jpgREI00199.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg10756https://repository.eia.edu.co/bitstreams/d39edb4e-a808-40a4-be20-0b5c4aa1f2c6/download7bea8b280aa33eb5f08367c7d1bb46a4MD54ORIGINALREI00199.pdfREI00199.pdfapplication/pdf2706734https://repository.eia.edu.co/bitstreams/2e15b6e3-ca56-40f0-bbeb-0d78b91e61f0/download6f210aeef35af2dec863474733925ec3MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81494https://repository.eia.edu.co/bitstreams/dde93429-2df3-42cb-9477-07836e4f8ff1/download66874b0b9366b748c60895d2fb6339f8MD52TEXTREI00199.pdf.txtREI00199.pdf.txtExtracted texttext/plain33694https://repository.eia.edu.co/bitstreams/72133f63-96ec-405b-a274-4746c0351af5/download2b471a12278f7a0537c88c8d8e707e38MD5311190/120oai:repository.eia.edu.co:11190/1202023-07-25 17:10:41.47https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020open.accesshttps://repository.eia.edu.coRepositorio Institucional Universidad EIAbdigital@metabiblioteca.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