In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  V o l.  10, N o.  2, June  2 01 9, pp.  672~ 6 8 1   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v10 . i 2.pp 6 72- 68 1           672     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Power flow  management of   trip le  active bridge f or fuel   cell applications       N ages w ar a  R ao Ku d i t h i, S akd a   S om k u n   S c ho ol   o f  Ren e wab l e  E n ergy   a n d   S m a rt G rid  Te ch no log y ,   Naresu an  Uni v ersity,  T h ailand      Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  No v   2 3 ,  2 018  Re vise d Jan  2 2 , 2019   Ac ce p t ed  M ar 3 , 2 0 19      Th e  po wer  co nd i t i onin g   c i r cuits  w hi ch  a re  u sed   in   f uel   cell   sy s tems  s hould  caref ul ly  b e  design ed  t o   pro l o ng  t h e  lif e   s p a n   of   t he  s ys tem,   f or  t he  r easo n   o f   th e  d ynam i c  nature,  su ch  t hat   t h e  u n ex pe cted   a n d   e x t rem e   c h a n g e s   i n   l oad  decre a s e s   t h e  l i fe  o f   t h e  f u el  cells.  Th i s   p ap e r   p res e nts   t h e  t riple  a c t i v e   b ri dg e   (TA B ) and   it s average s m all   si gnal m o dell in g , which is   u s ed f o r  d es ig n of  th e   sy st e m   c ont ro llers   f or  s tabl e  op e r ati on.   T h e   e xte n ded   sy mmet r ic a l   o pt im um   m e th od  i s   u sed  fo r  reali zed  t h e   p roport i onal  i nt egral   ( P I)  co nt rol l er,  to  control  t h e  ou t p ut/Loa d   v o l tage  a nd  p ower  f l o w  in  t he  f uel  cell / S ou rce  wi th  a   gu arant e ed   m i n im um  phas e   m arg i n   f o r  t h e  sy stem  w i t h  a  vari a b l e   p r ocess   gai n   i n   add i ti on  t o   o th er  accept e d  d e si re d   p e rf orm a nces .  This  m e t ho d  e n su re s  th e  m a x i m u m   p h ase  m a rgi n   a t  a  m i n i mu m   req u ired  v al ue  a t  th e  d e s ired   g ain  cros so ver  f r eq ue n c y   w i t h   a   c o m p r om ise  betw een  s y s tem ’ s   p eak   ove rs ho ot ,  rise  t i m e  and  settling  time.  T his  model  and  this   a pproach  h e l ps   i n  d e si gni ng  TA B  suit ab l e   f or  h ealt hy  and   un in terrup t ed   f uel   cell   po wer  g e ne r a ti on  sy st e m s  as  a   p art  of   a   r e n ewab le  / c l ean  e n e rgy  sys t em.  M A TLAB/S imu l in k  is used to simulat e the pro posed controllers  w ith T AB.   K eyw ord s :   D C _D C  Co n v e r te r s    Ex ten d e d   s ym m e tric  o p t im u m   Fu el  c el l  Trip le a ct ive b r i d ge  (TA B)  Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   S a kda S omkun ,     S c ho ol  o f  Ren e wabl e  En ergy   a n d   S m a rt G rid  Te ch nol og y,  N a r e suan  U niv e rsity,   P h its na nu l ok, T h a il a n d.  Em ail:  sa k d aso @ n u .a c.th       1.   I N TR OD U C TI O N    R e cen tl y ,   d eman d  fo r  th e  re n e wabl e  o r   c l ean   e n e rgy   sy ste m s ,   d u e   t o  the   gl ob al   w a r mi ng   a nd   a cid  rains [1]. A t pr esen t d i ffere nt  t y p e s  of e l ec t r ic al e ner gy  ge n e ra tion s y stem s a r e ava ila ble   for   b o t h p o rtab le an d   reside nt ia l  a p plica t i ons.  But   one   o f  t h e   m o st  f av ora b l e   a l t er n a t i v es  s t a ys  a s  th e  f u el   c e l l ,   w h i c h   p ro vid e   ene r g y   w i t h   no  po l l u tio n  or  e nv iro n me n t   d egra da t i on [2] .   I n  ad di ti on,  it’s  pro v i de   p r e dic t a b le  a m oun ts  o f  in sta n ta ne o u s  e n erg y ,   w h ich   is  n o t   p ossib l e  w ith  o th er  e ne rg y  g e n er at ion  s y s t e m s.   W hen  a  fue l   c e l l   as  a n   ene r g y   g e n e r a t i o n  s y s t e m   f or  t he   l oa d / gr id   i t  s h ou ld  c on nec t e d   t o   t h e  s t o r a g e  s y s t e m   l i k e  b a t t e r y   o r   sup e rc apac it ors  [3,   4] ,  w h ic h  stor es  e ner gy  w h e n   i n   exc e s s   a nd  de liver s  it   o n   de ma nd  to  s us tai n   t h e   l oa d/gr id   st a b il it y t o  incr ease   t h e fuel  c ell  lif e   s pan  [5- 7 ].   T herefore,  pow e r   e l e ctr o n i c i n te rfac es  are   u se d to isola te d the   fue l   c e l l  w i t h   t he   l oa d / gri d ,  w h i l e  a n   a d d i tio na l  s t orage   dev i c e   i s   c om m only  a d op t e d   to  s u p p l y  po w e r  in   trans i en t  co n d i t i o ns  [ 8- 10] .  In   s uc h  s y s t em s,  w hen   s t ori n g  and   re t r i e v i n g   t he   e ner gy,   t he   p ow er  c o n d iti on in g   circ u i ts a re  i n vol ve d  as a n in t e gra l   p art  o f  th e   s yste m[ 11 ,   1 2 ] .  S i nce  t h e  d u a l   a c t i v e  br id g e   ( D A B )   topo lo g y   [ 13,  1 4],   a nd  prop o se d   TA B  e m pl oy ing  a   t h re e   w i n d in g  tra n s f orm e r  w i th  h i g h  fr eq uenc y  [1 5-1 7 ],   a s  show n  i n   F i gur e  1.   T he  t ra n s form er  n o t   s im ply  m e r g e   and  i n ter c ha n g e s  ener g y   f ro m /to  a l l   t he  p o r t s ,   alt h o u gh  a l s o   m a tche s  th e  di ffere n t   vo lt age   le ve l s   a n d   offers   the  fu l l   i so l a tion  be t w een  a l l   t he   port s   [ 18 -20] .  A   pow er  f l o w   b e   a b l e  t o   a c c o m pl i s h   bi -di r ec ti on a l ly   by  v a ryi n g   t h e  pha se  s hi ft   o f   the   AC   vol t a g e s  p r od u ced   t h r ou gh   f ul l - b r id g e   c e l l  f r o m   r es pec t iv e  po rt s.  I n   thi s   stor age  (S uper c apac i t or s)   s ys tem   be ha ve  a s  a   p o w e r  fi l t e r   t o  s o ft  t he   f l o w   o f   t he   p ow er   i n  s o urce   ( F u el  C e ll),   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Po wer flo w  m a na gem e n t  o f  tri p le ac t i ve brid ge   fo r  fue l   c e l l  ap p l ic ati o n  ( N age sw ar a  Ra o  K u d ith i)  67 3 and  e qua l   t o   a ver a ge  l oa d  po w e r   no tic e d ,  to w a rd  t o  selec t   t he  l i m i t s   o f  p r i m a r y  s o u r c e   f o r  t h e  w h o l e  s y s t e m ,   no ne e d  t o in sp ec t   the p e ak p o w e r  [21,  2 2 ] .  I n   t hi s  pa pe r  p r op oses  t he   m ode l lin g,   c o n tr ol lin g,  a n d   s i m ula t i on   o f  th e   p o w e r   c ond it i o n i ng   c i r c u i t ,  a n d  a n   o p t i m i z a t io n   t e ch niqu e   f o r  th e   t opo log y   i ll u s t r a t ed   i n  F i gure  1  w i t h   t he   p u r pose  o f   pow e r   f l o w   ma nage me nt w ith t he ove ral l  sys tem   losses sho u l d be   m in im ized,   wh ere  e n su red   ci rc ul ati n g   po we r  wi t h i n   t h e   DC-DC  con v e r t e r  equa ls  t o  z e ro.   In  a dditi o n ,  the  a v era g e  sm all  sig n a l   m ode l  a n d  the   re l a te d  co n t ro lle rs  a r e   deve l ope d  for   TA B.  H ence   t he  c o nver t er   w hic h   i s  i d e n t i fi e d   w i t h   G alva nic  I s ola t i o n,  P ow er   F low   in   Bid i re ct iona l ,   g rea t   P ower   D ens i t y ,   h i g h   E ffi c i e n cy,  a n d  i n c l u d i n g  Zero  V ol tage  S w i t c hin g   ( ZV S )   c a p ab i lit y  is  a   s u i tab l e   c a nd i d at e  f o r   the   D C -D C   c onve rsi on  of  l ow   v o lta ge   f u e l  ce ll  pow er  g e n era tio n  s y s t em .  F u r t he rm o r e,  t hese  s yste ms c an  a ls o be  e m p loye d in ve h i c ul a r  te ch nol ogie s  [ 2 3 - 2 6 ] .      n 1 n 2 Φ 12 Ph a s e - s h i f t e d i p2 i p1 i 1 i FC V FC i l oad R L Φ 13 L 1 L 2 C L P  L oad V  L oad P FC F u el  cel l L oad . . v 2 v 1 Po r t   1 Po r t   3 Po r t   2 P 1 P 2 i 2 Po w e r   F l o w n 3 i p3 i BT L 3 C sc P  BT . v 3 P 3 i 3 V sc Su ppe rc apac i t or s Ph a s e - s h i f t e d C fc T h ree- p o rt  b i d i rect i o n a l   D C -D C   co n v ert er In v ert er L o a d   H i gh V ol t a ge   b us   (4 0 0 V) T TW 1:n 2 1:n 3 B FC B L oad B SC     Fi g u r e   1 .  Th r e e  p o r t   D C -D C   c o nv e r t e r t opolo g y       2.   CIRCUIT DESCRIPTIO N     The   TA B  t opo lo g y   a s  sh ow n   in  F i gure  1  h a ve  a   f u e l  cel l   a s   s our c e  for  the   sy stem   w i t h  fu l l   b r i d g e   (B FC )  ce ll,  w hi c h   c on verts   an   a l t er na tin g  vo lta ge  v 1  f r o m   t h e   D C  v o l t a g e   V fc ,   th is  v ol t a ge  v 1   i s  g i ve n  t o   t hre e   w i n d in g  h i g h   freque nc y  tra n sform e r  (T TW ),  t hi s   is  c on ne cte d   t o  a n ot he r  tw o  fu l l   b ri dge   cel ls   w i t h   Loa d   (B L OAD )  port,   and  s t or age  (B SC )  por t ,   h e r e  st ora g e  as  s u p e r capa c i t ors,  t hi s  f u ll  br idge s  ar e  func t i o n i ng  w i t h   D C  fe e d i n g  vo lta ges t o   l oa d p o rt a nd fr om/ t o   the  supe rca p a c it or s por t .  The  vol t a ges    a nd    a re  rec t i fi ed  b y   fu l l -bri dges  of  B LOA D  a n d   B SC ,   re specti v el y.  T A B   i s  th e  hea r t   of  t he  s yste m,  it  pr ov ide s   t he   i n t erfa ce   b e t w e e n   the  s ourc e   t o  in verte r   l oad,   a nd  s t ora g e  d e vic e .  It  s h o u l d  ma t c h  t h e  s p ec i f ic  r e q u i r e m e nts  o f   t he   overa ll   syste m ,   for   ins t a n t, ga l va nic i s o l at ion,  b i-dir e ctio na l   pow er  f low ,  a b i l ity t o eq ui va len t  d issimi lar   vo l t a g es, and  qu ic k re spo n se  to fu l f ill  the  fl ee t i n g  de m a n d fr om  t he  loa d.   F i gure  1,  s h o w n   t he   r e c om me nde d  the   TA B,   w it h  the   vo l t a g e  leve l s   o f   por t   1,   a nd   3   a r e   l ow   v ol ta ge   bus es  50V   a nd   4 8V   r espec t i v ely,   a nd  p o rt  2   i s  h i g h   v o l t a g e   b us  400V .  H e r e ,  r e pre s e n t a tio n  of  v ol ta ge s  fr o m   f u ll   b ridg e   ce ll s  are   , ,  and    a long  50%   d uty  c y cle,   t o  g o v ern   the   pow er  f l o w .   A ll  t h e  pa r a m e te rs  a nd  varia b l e s  are   t a ken  from  equ i va le nt  c irc u its   s how n  i n   f ig u r e  2,   v ar i a bl e s   o f  port- 2  a n d  por t-3  ar e  re fer r ed  t o   the  pr ima r y  sid e   b rid g e  (B FC ) ,  a n d   a s  f o l l o w s  L 2  =  /n 2 ,  V 2  =  /n 2  ,  u 2  =  /n 2 ,  i 2  =  .n 2   f or  port  2  and  L 3  =  /n 3 ,  V 3  =   /n 3  ,   u 3  =   /n 3 ,  i 3  =   .n 3   f or  port  3.   W here     a nd    a re  t he  D C  volta ge   l eve l s  of  t h e   port  2,  and  3,  a nd  c u r r ents  i 1 , ,  an d       a re   b e l on gs  t o   th e   l eak ag e  in du ct a n ce .  He re ,  t r a n sf orme r  ma g n e tiz i n g   in duc ta nce   ( L m )  i s   n ot   c o n c e d e r   f o r   t hi s  model i ng .  An d  t r a n sf o r me r  h a s  t w o   i m por ta nt  f u n ct i o n s ,  suc h   a s  i t   i s   pro v i d e  elec t r ic al  i s o lat i on  be tw e e n  a ll  thre e   b u se s  a nd  i t s  c a n  be   h a r m oni z e d  the   d i ss i m i l ar  v o lta ge  l e v els  b y   selec t i n g su ita ble  turns  rat i os  in the  respe c t ive   w i n d i n g.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst ,  Vol.   10,   N o.   2 ,  Ju ne   2 0 19  :    6 7 2   –   6 81  67 4 Th e   c onv e r t e r  p o w e r   f lo w  is   n ot   d e p en din g   o n   t h e  po rt   v o l t a g e s  b u t   i t  i s   d e p e nde nt  on  ph ase   di sp lace me n t   b e t w e e n   t he   a n y   o f   t he   t w o   b r i dge s,   h er e   t h e   con t r o l   s i g n a l   pha se  s hi f t s  ar e  sym b o l iz e d   a s  ϕ 12   w h ic h  is  t he  s q u ar e   w a ve  v o lta ge  s our ces  u 1   a nd  u 2  ge ner a te d  b y   t w o   f u ll- b r id ge  cel ls  a t  P o r t - 1   a nd  2,   a n d   ϕ 13  sy mbo l i zed   t he  p h a se   d i s pl ace me n t   b et we e n   u 1   a nd  u 3  as   s how n  in  f ig ur e   3.   A nd  ϕ 12  a n d  ϕ 13  ar e  d e no te d   pos i tive   va l u e  w h en  u 1  i s  l e ading   to   u 2   a nd/ or l e a d in g   t o   u 3 .   E qu i v a l e n t cir c ui t   o f   t he  tr a nsf o r m e r ,   w h ich   ma ke   th i n g s   e asier   f o r   the  p o w e r   f l ow   a na l y s i s  w ith  h e l p  of  Y   a nd  Δ- t y p e  c i r c u i t  w a s   p r o j e c t e d  i n [ 2 7 ]   .   I n  t h i s   eq ui v a l e nt   c i r c u it ,  t h e  v o lt ag es  u 1 ,  u 2 ,  a n d   u 3   s i g n i fies   t he   v ol ta ges  pr o duc e d   t hr o u g h   br i dge s  B FC ,  B LO A D ,  a nd  B SC   r e sp e c t i ve l y ,   a nd  t h e  lea k age  in duc ta nce s   a r e   e xpr esse d  in  t e r m s  of  i nd uc tance s   L 12 ,  L 13 ,  L 23 .  T o   d efin e  the  c o nver t e r   power   f low,  t h e   f u n d am enta l   sys t em   b ec om e s   t h r ee   squa r e - w ave   vo lta ge  s our ce s  w i th  h e l p  o f   e q u i va l e n t   m o d el,   a n d   a   gr id  o f   i n duc t o r s   a r e   e xc ha nge   t he   s our ces  e ne r g y  thr o u g hou t  t h e  s y ste m .   T h e   p h as e   sh if ted  by  ∅   a n d   ∅    i n  vo l t a g es    a nd   w i t h   r e s p e c t   t o  t h e   v 1 ,   r e spect i v e l y.   T he   pha se  d i s p l a c e m e n t   is  ne ga t i ve ,   w h e n   t h e   o u t pu t  v o l t a ge lead s the   r e fe r e nc e  ( s o u r c e )   vol tage   a n d   or   e lse it  i s   p o s i t i v e.   T he   i n d u ct or s   in  f i g ur e   3  is  b ased  o n  a   Δ- mode l  ill ustr a t i o n  an d  i n du c t or s  ne tw or k  is  e xtr a c t e d   f r o m   t h e   tr an sf or me r  of  t h e   sy s t em [ 2 7 ] .          F i gur e   2.   Y - a n d ,   Δ- type  e qu i v ale n t  c i r c u it  o f   t he   p r i m a r y - r ef er r e d  thr e e  wind in g  tr ans f or m e r.       L 13 L 23 L 12 i 1 i 2 i 3 i 13 i 23 i 12 V 1 V ’ 2 V ’ 3 ϕ 12 ϕ 13 V’ 3 V’ 2 V 1 v 1 v’ 2 v’ 3 wt wt wt 2π  v ’ 2 v 1 wt wt V 1 V ’ 2 V ’ 3 ϕ 12 ϕ 13 v ’ 3 i ’ 2 i 12 i ’ 3 wt wt wt wt wt i 31 i 23 i 1 wt wt t 1 t 0 t 2 t 4 t 3 t 5     F i gur e   3.   E qu i v ale n t  c i r c u i t   a nd  v o lta ge   a nd  cur r ent  w a ves  a t   t r a ns f o r m e r   w i n di n g   e nd       A   TA B,   a s  e x t e ns io n   o f   t he   d ual   ac t i ve   b r i dge   ( D A B )   c i r c ui t  [ 2 8 ] ,   s o   i t   s how s   the   pa tte r n s  o f   t hr e e   tw o  p o r t   c ir cu i t s,   t he  i nd uc ti v e   n e t w o r k   w i t h   vo l t a g e  a nd  c u r r e nt  w aves  a t  trans f or me r  windi n g s  wi t h   r e s p e ct  to  t he   b r i d g e  p h ase  disp lac e m e nt  a nd  p o w e r   tr ans f e r r e d  in  t he  w ho le  s ys te m   to  b e   e xpr ess  in  [ 2 8 - 3 0] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Po wer flo w  m a na gem e n t  o f  tri p le ac t i ve brid ge   fo r  fue l   c e l l  ap p l ic ati o n  ( N age sw ar a  Ra o  K u d ith i)  67 5  2  ∅  1 ∅     2  ∅  ∅  1 | ∅  ∅  |  2  ∅  1 ∅     ⎭ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎫                                                                                                   1     where             V 1  = F uel c e l l   v o lta ge,        V FC        V 2  = Load   voltage,       V Load          V 3  = S t o r a ge  D evice   v o l tage,       V SC          ∅     ∅    P hase  shifts b e tw ee n t h e  bri dge s B FC ,  t o   B Lo a d , and B SC .  f s  = sw i t c h i n g fr eque nc y .    &    -   a r e  t h e   t ur n s  r a t i o s   of  t ra n s f o r m e r ,     Wit h   t he  d e l t a -m odel,  t he  p o w er  d eli v ere d   b y  e a c h   p ort  e q u i va le n t   t o  in t e g r at io n   o f   t he   pow er   f low s   over  an y  o f  t he   t w o  re l a t ed br a nche s  (ind uc t o rs). F or lossle s s  con v er t e r sy stem ,  t h e y  a re                   0     ⎭ ⎪ ⎬ ⎪ ⎫                                                                                                                                                                                                                      2     Where        P 1  =  P FC      p o w er d eli v ere d  b y   po rt  1 ,      P 2  =  - P Load    pow e r  sup p lie d   by  por t 2,   ( n ega t i v e  si g n  m ea ns the  l oa d   cons um es e nergy)      P 3  =  P SC       p o w er t ak en  fro m p o r t   3  The r ef ore,   f rom   the  abo v e  expre s s i ons  t he  t wo  p ha se   s h i f t s  are   chose n   f or  c on t r o l   t he   t o t a l   s yste m  pow er   f low .   I n   the  view   o f  ab ove   e q u a t i o ns,   the   m a x i m u m  pow e r   f l o w   th r o u gh  e v ery  i n d i c t or  i s  at    an d  t h e  abs o l u t e   v a l ue   o f  the  p h ase  disp lac e m e n t   s ha ll  be  | ∅  |     and  | ∅  | ,  n o te   i t  i n   t h i s   c a se  ∅    sho u l d   b e pos i t i ve  for  the  a l l   i nstan t s be ca u s e   w e  ar e   u sin g  th e   s ource  a s  fuel  cel l.        3.   MODELLIN G   O F  THE SYSTEM  I n   t h i s  sec tio n,   f irst ly  s how s  t h e  m ode l lin g  o f   f uel  c e l l,  D ua l   A ct i v e   Bri dge   ( D A B ),   by  us i n g  D A B   mode l re so lv e  the Tr ipl e  A cti v e  B r idge  (TA B).     3.1.   Fu el ce ll  In   t h e   l i t era t u r e  so   m an y  PEM   fu el  c el l   m o d e l s   a re  d e s c r i b ed   b a se d  o n   t he   t herm o d ynam i c   a n d   elec tr ochem i ca l   ex pre s s i o n s.  T h i s  m ode l  c o n s ider ed  w it h  con s ta n t  h y d ro ge n  press u re   f l o w   i n t o   s tac k   o f  t h e   fue l   cel l for dy na mic  opera t i o n .  F u e l   c e l l  o u t p u t  v ol ta ge  i s  ex pre s se d a s   [ 3 1 ]    V fc =  E - V act   - V co n c   -  V ohm                                                                                                                                                        ( 3)     wher e   E    –  is o p e n  circ u it  fue l  c el l vo l t a g e  (V oc )  V act    – is a ct iva t i o n  vo ltage  l osse s a t   z e r o c u rrent  d en sit y   ( I o )  V co nc  – is vo lta ge  dro p  d u e   t o  c once n tra tio n  losses  in  f ue l i n pu t   V oh m  –  is vo l t a ge dr o p of  O h m ic  l osse s      F r om   t he  a b o v e   e x p r e ss ion  ( 3 )  an d  bas e d  on  t h e  po lariz a tio n  c u r e   sh o w n  in  F ig ure   4( a)  h as  b ee n   obs erve d  tha t   a   f ue l   c e l l  ca n  fu nc ti o n ed   w i t h  t h e   li ne ar  r egi o n   w h ile   v aryi n g   t he   c o n s t ant   i n t e rna l   r esistanc e   w ith  r e s pec t iv e  of  o utp u t  lo a d s.  S o  base d  on  thi s   obse r v a ti o n   i t  ca n  be   line a riz e d   b y   us ing  the  e x pre ssion   bel o w ,     V fc  =  E   -   R fc I fc                                                                                                                                                                                  ( 4)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st, Vol. 10,  N o.  2, June  2 019  :  67 2   –   6 81  67 6 wher e    R fc   -  i s   l inearize d res i s t ance    I fc    -  i s   f uel c e l l  c ur rent  S o   i ts  g ive s   t he  dyna mic  o p er a t i o n r e gi on o f   t he f ue l ce ll   b e t w ee n t h e  l o w e r a nd up per   c u r r ent  lim i t s.      C e l l   vol t age  (V ) T h eo r e t i ca l   st a n d a r d   ( i d ea l )   p o t en t i a l   a s s u m i n g   H 2 O C u r ren t d e n s i t y   ( A / c m 2 ) V o l t age   l oss   c a u s e d   b y  m i xe d   p o t e n t i a l   an d   c r os sove r R e gi on   o f   ac t i vat i o n   p o l a r i z a t i on   ( ac t i v a t i on   l os s ) R e gi on   o f   O h m i c   po l a r i za t i o n   ( O h m i c  lo s s ) T o t a l   vol t a g e   l os s Re g i o n   o f   c o nc ent r a t i o n  p o l a ri za ti o n   ( M a s s   tr a n s f e r   l o s s ) 0 200 400 600 800 1000 1200 140 0 1600 0. 5 1. 0 1. 18 OC V   C dc I av e I L I C V dc _ + K ϕ 1/ C dc 1/ S V dc I C I av e I L _ + f(ϕ)  D C   cu rr e n t   so u r c e f(ϕ) R L     (a)     ( b)       F i gure   4.  ( a) fue l ce ll  po l a riza ti o n  c ure  (b) mode lin g c i rcu i ts  o f   DA B       3.2.   Du a l   a cti v e  bri d g e   ( DAB)   The   v o l t a ge   ( D C )  fr om  t he  f uel  ce l l   i s  tr an sform e d  i n to  a   s quar e   w a ve   vol ta ge   w ith  h ig h  fre q ue ncy   (no n -si nus oida l-   A C)  a t  prim a r y  w i n d i n g  of   t he   t ra nsforme r   by  b ri dg e  B FC   i n  port-1.  Af ter,  c onver t ed  A C   vo lta ge   i s   s t e ppe d  u p   t o  h i gh   v o l ta ge   s q u are   w a ve   ( n on-s i n u s o id a l )  a t   s e c on d a ry  w i ndi ng   ( n 2 )   of  t he  trans f or me r  by   t he  b ri dge  B Lo a d   a t   por t-2  a n d   st e p ped  d o w n   t o  l o w   v o lta ge   s q u are   w a v e   ( non-s i n us o i da l )   a t   seco nda ry   w i n din g   ( n 3 )  of   t he  t rans form er  b y  the  br idge  B SC   a t  p o r t - 3   w i t h  a   des i r e d   pha se   s hi ft  t o   me et  t he  requ ire d  loa d  p o w e r.  The  outp u t   o f  t he  B Lo ad  of  P o rt-2  i s  a  hi g h   D C v o l t a g e   a nd the  B SC   p o r t - 3 is low  v ol t a ge.     Tha nks  t o  t h e  ∆- mode l   re p r e s en tat i on  a s   s h o w n   i n  F i g u re   3 ,   the  sy st e m   e v a lu at ion   is  s i g ni fi can tl y  ea sy.   The  TA B  sys t e m   m ode l  is  f ra gme n t  t o   t hre e   D A B   s ys tem   mode l s .  So   f ro m  [3 2 - 34 ]  t h e  ave r ag e d   m o d e l  of  t he  D A B  is show n  i n   F i gur e  4(b)  w hich gi v es  t he  tra nsfer   fun c t io n of  t he  ope n l o op s y ste m   a s     G DAB s = K ∅ C 0 1 s                                                                                                                                                                                                                                5     3.3.   Tr iple  a cti v e  br i d ge  ( TA B )   Tha nks  t o  t h e  ∆- mode l   il l u str a tio n  o f   T A B   a s  sh ow n  in  f igure   3,   i t s   m ake   t h e   mu ch   e a s i e r  an al y s i s   of  t he  s ys tem .   T h e   T A B   s ys te m  is  s p lit  t o   t hre e   D A B .  The   per f ec t   o p e r ati n g  wa ve form   o f  the   c o n v er te r  ar e  d e mo nst r a t ed .  No t e   t h a t   ac cord i n g   t o   t h e   ope ra t i n g   poi nt   w av e f o r m s  are  d i ffe r .  The  s t ate  of  Z V S   f or  e very   bri dge  c e ll  i n f l ue nce d   by  the   c u rre nt   m ag ni tude s  o f   e very  s w i t c hin g   m ome n t .   T he   s um m a rize d  w a ve for m s  of  se l e c t ed   o p e ra ti ng   p oi nt   i s  posi t i v e   c u r re n t s  a t   t h e   o utp u t   vo l t a g e s  of   b ridg e   c e ll s  ,  ,   and      f a l l i ng  ed ge   and  ne ga t i ve   c ur rents  for  the   risi n g   e d g e.   F or  t he   i nsta nt  c urr en t s   i n   t h ree   arms  a re  e x p ress ed   d e p e n d i ng   o n  the a b o v e i l l u st ra t i on  fo r t h e ref e re n c e p o w er,         ;           ;                             6     Base d   o n   t he  m odel i ng   o f  D A B,  t he   l ine a ri ze d  sma l l   sig n a l  a v era g e  m o d e l  c a n   b e   r e s o l v e d  f o r  t h e   TA B.  T h e   c o nver t er   i s  pa t t erne d  a s   t h r ee   c urr e nt  s ourc e s  ( D C)  w hos e  am pl i t ude s  a r e  order e d  b y   p hase   di sp lac e m e n t  o f any  o f  the  tw o  bri dge  c e lls i s show n  in  F ig ure   5.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Po w e r f l o w  m ana ge m e n t  o f  tr i p le ac tiv e br id ge  f o r  f u e l   ce ll  app lic a t i o n ( N age sw ara  Ra o K u d ith i)   67 7 C L V L V fc R L I P2 I P1 V sc I P3 f 2 ( 12 , 13 ) f 3 ( 12 , 13 ) f 1 ( 12 , 13 ) Po r t _ 2 Po r t _ 3 Po r t _ 1 K 11 K 12 K 21 K 22 -1 H 2 (s) H 1 (s ) V 1 ̃   12 ̃   13 + + + + Ĩ P2 Ĩ   P1 P ̃   1 Ṽ   L I L - I fc -     Fi g u r e   5 .  M o d e l i n g   c i r c u i t s   o f  T A B .      Eac h   p or t c u r r e nt is  a v er a g e d   f or   o ne   c yc le  o f  sw itc h i n g ,   n o w   r epre se nt o f t h e aver a g e v a lue s  i P1 ,  i P2 ,  a nd i P3  b y   I P1 ,  I P2 ,   and I P3 ,   cor r e sp ond in g l y.  H er e,  the thr ee- por t   s y s t e m  m od e l  o nl y tw o  i nd ep end e nt   v aria b l es  a r e  consi d er e d   f or   m odel i ng.   T he r e f o r e ,   I P3   i s  r e du nda n t .   The  v o l ta ges  a t   eac h  p o r t   i s  con s i d e r e d   a s  sta b l e.  S i n c e,   by  us in g   the  pow er   f l o w   expr essi ons  ( 1)   a nd  ( 2 ) ,   w e  obta in      ∅  1 | ∅  |    ∅  1 | ∅  | ,   ∅  ∅  1 | ∅  ∅  |    ∅  1 | ∅  |                 (7 )   The  c u rre n t   s o u r ce  beha ve s  as  n o n line a r,   s o  t o   b e  l i nea r i zed  a t   t h e  p r e f e r r e d  s t a t e  f o r  a  c o n t r o l   or i e nt e d   m ode l ,      ∅  ∅   ∅  ∅  .                                                                                                                                                                          8     The  d yna mic s   o f  l i n ea r i za ti on  c a n   b e   r e sulta nt  w it h  pa r tia l  d i f fe ren t i a ti o n   o f  the   cur r ent  s ourc e   fu n c tio ns   ∅   ∅  ∅  ,∅            ∅   ∅  ∅  ,∅                                                                                        9     wh ere  ∅  ,∅    i s  the   o p er at i n g  p o in t.  The  r esul t i ng  sma l l   signa l   r e p r esenta t ion s  a re       ( 10)       th en ,   we can   w rit e  it as       ∅    ∅   ,   ∅    ∅   .                                                                                                                                                                        11     Whe r e          1 2 | ∅  ∅  |    1 2 | ∅  |  ,    1 2 | ∅  ∅  |   ,    1 2 | ∅  |   ,               1 2 | ∅  |   , ⎭ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎫                                      12     F r om  t he   e xpr e ssi ons  ( 8) - ( 12) ,   w e   g et  t he   m at r i x  for m a t   a s  1 2 2  12 1 2 | ∅ 12 | ∅ 12 3 3  31 1 2 | ∅ 13 | ∅ 13 , 2  3 2 3  23 1 2 | ∅ 13 ∅ 12 |  1 2  12 1 2 | ∅ 12 |  ∅ 12 3 2 3  23 1 2 | ∅ 13 ∅ 12 | ∅ 1 3 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J   P o w   E l e c   &   D r i   S yst ,  Vol.   10,   N o.   2 ,  Ju ne   2 0 19  :    6 7 2   –   6 81  67 8       ∅  ∅   ∅  ∅                                                                                                                                          13       Tab l e  1: E lec t r i c a l pa ram e ter s   D e s c r i p t ion  Pa r a m e te r  D e sc ription  P a r a m e t e r   Inp u t   volta ge         V 1  =   50  V  Le a k a g e  inda ct a n ce       L 1  =   2. 571  uH  O u tput  volta ge     V 2  =   400  V  Le a k a g e  inda ct a n ce       L 2  =   8. 851  uH  St or a g e  volta g e    V 3  =   48  V  Le a k a g e  inda ct a n ce    L 3  =   3. 241  uH  Ma xim u m   output  pow e r   P o  = 1000w   S wi t c hing  fre qe n c y  f s   =   20  kH z      4.   DESIGN  O F T H E DUAL-PI   F r om  t he  F i g ur e  6,   o u t pu t  t o   c o n t r o l   m o d el  f or   T A B   c on ve r t er   i s   o f f e red ,   t h e   c r o s s - c ou pl in g  t e chni qu e   i s   u sed   h e re .   Th e  D A B   t ra n s f e r  f u n c tio n  is  r e p re s e nt e d   with   H 2 (s)  an d   H 1 ( s )   is   t he   t r a ns fer   f u nc ti on   of   t he  L P F   w it h  t h e  gai n   b loc k   “ V 1 ”  is  r equ i red  si nce  t h e  p o wer  is  a vera g e   c urr e nt  tim es  o f  the   v o lta ge  a t   t h e   r e spec tive   p o r t .     T he  s ystem   is  c on si der e d  w i t h   t w o - o ut p u t   an d  t w o - i npu t .   T h e   L o a d  (o utp u t )   vol t a ge   V 2  i s   co nt r o l l e d  by   ϕ 12 ,  wh i l e   t h e   p o w er  o f  fu el   cel l  to   b e   reg u l a t e d  by   ϕ 13 .   A nd  pow er   P 1   i s   c o mput e d   f r o m  qua nti t i e s   o f  th e  vol ta ge  ( V FC )   a n d   t h e av e r a g e cu rren t  (I FC )  sense d   t hr ou gh   a   L ow  P ass F i lter   ( L P F ) .             F i gur e  6.   D u e l- P I - l oo p  co ntr o l   sc hem e   f or   t he   f ue l   ce ll  w i t h   s u percapacitors system       No w  si ngl e   pha se  i nv ert e r  i s   c o n s i d ere d   t o  b e   a s  t h e  lo a d ,   i t   s ho u l d  be   c hose n   s o  as  t o  lim it   t h e   ba n d w i d t h  bel o w   the  do u b l e  li n e fr e q ue ncy  of the  loa d,   w hich  p e r m its  a  s am e fr e quenc y   r i pp le  i n the   D C - b us   vo l t age.   A   L P F   i s  pr e s e n t e d  t o   r e g u l a t e  the   fr e que nc y  o f   t he  r i p p l e  c u r r e n t  e x t r a c t e d  f r o m   f u e l  c e l l .  T h e  t i m e   co ns t a n t   T f1  o f   t h e   L P F   i s  c h o s e n   t o  l i m i t   i n   o n l y   a   D C  c u r r e n t  e x t r a c t  f r o m   the   f u e l   c e l l,   w hic h   i s   g ood  f o r   the  fue l   cell m e m b ra ne.  P I - c ontr o l l er   i s  c onsi d er ed   i n  the   sy stem   f or   t he   s ta bi li ty  i n   the   D C - b us  v o lta ge  u nder   t h e   des i r e d  se t  po i n t.   I n  this  d es ig n  a n   e x t e nde d  s y m m e tr i c a l   o p t imum   m e t ho d  ( E S O M)   [ 35]   i s  u s e d   i n  t h e  t u nin g   o f  the   co n t ro l l e r.     ∅       ∅                                                                                                                                                          14     wh ere       an d       a r e   t he   P I   c ont r o ll er   t r a nsf e r   func ti o n s.         1           1    a nd    1 1                  K ∅ C 0 1 s     he r e   L PF  w hic h   f i l t e r s  ou t  H F   c ompone n t s  in   i FC ,  where  T F1  is t h e  fi lte r’s  t im e  consta nt.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Po wer flo w  m a na gem e n t  o f  tri p le ac t i ve brid ge   fo r  fue l   c e l l  ap p l ic ati o n  ( N age sw ar a  Ra o  K u d ith i)  67 9 Fr o m   t h e  E S O M ,   P I  co n t ro l l e r  P a r a m e t e r s   K c1 ,  K c2  and   T c1,  T c2  as     K 11 K c1  =  1 β β T F1 2           and T c1  =  β T F1                     K 22 K c2  =   1 β β T F2 2      a nd T c2  =    β T F2                                                                    (15)    F o r  the  TA B  c o n t ro l l e d   p o w er  f low   by  usi ng  the  c o nt r o lle r   varia bles  a re  ∅    a nd  ∅  .   I n   a ddi t i ona l   verse s ,  t w o  de gr ees  o f free d o m   a r e   o b t a i na b l e   t o   c o n t ro l  t h e  ov era ll pow e r   t ransi tio ns  i n the  w h o l e   s y st em .  In   th i s   c a s e  c o n s ide r ed  t he  t w o   P I  contro ller s   a r e   l i n ke d  a n d  im pa ct  e a c h   o t h e r   a s  sh ow n  i n   f ig ure   6.   I nt e r ac tio n   sho u l d   b e  m i nim i zed  b e t w e en   t he  c on tro l   l o ops   i n   order  t o   a ssur an ce   o f   a  fa st   r e s pon se   t o   v a ri at io n s   i n  l o a d .  S o ,   t h e   ban d w i dth  of  t he  c ont rol  lo o p s  s h o u l d  o b e y   t he ,  fue l   c e ll   p ow e r   c o n tr ol  l oo p  G Pϕ13 ( s )  re m a ins  agreed  low e r  t h an t ha t  of  t h e   l oa d  v o l t a g e i n  ou t put con tro l   l o op  G Vϕ 1 2 (s).   I n  othe r   w o r d s,   t he   c ontr o l of  t he   p o w e r   i n  fue l   cel l ne ed n ot  t o  be a s fa st   a s the   re gula t i o n of t he  o utp u t  vo l t age.   Wh e r e  β -   i s   a   p a ramet e r  ch ose n   b et we en   4   a n d   16   b ased   o n   re q u i r ed  s y s tem   pe rform a n c e   s uc h  a s   r i s e  t i m e ,  p e a k   o v e r s h o o t ,  a n d  s e t t l i n g   t i m e .   W h e n  β < 4   t h e  p h a s e  marg in   ∅  3 6   w hic h   i s  t o o  sm all  an d  w h en  β   > 1 6   t he   pha se   m argi n  ∅  6 0   w here   s uch   high  val u es  a re  not   n ece ssa r y.  I n  th is  s imu l at i on  t he  para me ter  β is c ho se n as  6  for  a m aximum  pha se m ar gi n  o f   45  of t h e  ope n-l o op sy st e m .   The   o p e n -l o op  ( O L)  a nd  c l o s ed  l o o p   ( CL)  b ode   d ia gram s  are   as  s h ow n  i n   t he   F igur e  7(a)   a n d   ( b).  It  ca n  fou n d   t ha t  the   ma xim u m   ph a s e  m a rgi n   o f  48. 2ᵒ  a nd  1 6 . 6 ᵒ  is  g i v e n   b y  t h e  c o n t r o lle r   at  6 .97  H z   a nd  3.2 3   H z   w it h  the l o w - pa ss  f il t e rs.        (a)     ( b)       F i gure  7. ( a)  B ode - d ia gra m   o f the  O L  system   ( b ) Bo de-dia gr am of  t h e   C L   s y st e m       5.   RESULT   AND  A NALYSI S   The   TA B  ave r age   mo de l  w a s   simu la te d  w i t h   M a t la b/S i mu li nk.   T he   s i m u l at i on  r e su lts  o f  the   s y st em  respo n se  t o  ste p   l oad  c h an ges   a g r e e   w e ll  w ith  t he  c ircu it- b a sed   c om pon e n t - l e ve l  simu la ti o n .  The  sim u l a t i on   resul t s  w ill  be   i n  fi gure  8  a n d   9,  b y  us i n g   M A TLA B  /  Sim u li nk.  Th e   st e a d y   s t a t e   vol t a ge  a nd   c u rren t   w av e  form s a r e   sho w n in fig ure   8,  w it h oper a tin g  pin t s.          F i gure  8.  V ol ta ge a nd cur r en t w a ves  at tra nsf o rme r   e nd for ope r a t i n g po i n t  ϕ 12  = 1 9. 5ᵒ an d   ϕ 13  =1 4. 5ᵒ       The   TA B  i s   m odele d  un de r  sma l l  si g n al  m odele d,  a n d   s imu l at i on  r es ul ts  a re   s h o w s   i n  fi gure   9.   There   ar e  thre e   ma jor  parts   i n   t he   c a s e   o f   T A B   c on fi g u ra ti on.   T he y  ar e  t h e  i n p u t   b r i dg e ,   t he   h i g h   fre que nc y   trans f or me r  and  the   t w o  ou t p u t   b ri dges.   T he se  b rid g es  a re   f ull  bri dge  c on fig u ra tio n  and  are   c o n t ro ll e d   b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st, Vol. 10,  N o.  2, June  2 019  :  67 2   –   6 81  68 0 Ph as e  Sh if t  M o dul a t io n  wi t h   5 0%  dut y   cy cle .   T h e   c o n t r ol   s ig n a l s  a r e   g e n e r a t e d  a n d  a p p l i e d   t o   t h e   b r i d g e s   t o   ma ke  t he   i np u t   b ri dge   a s   the   lea d i n g  bri d ge   a n d   t he  o utp u t   br i d ge s  ar e  a s   t he   l a g gi ng  bri dge   t o   ens u re   t he   pow er   f r o m   th e   in p u t  to  t he   o u t pu t.  T h e   s w itc hi n g   f r e qu enc y   h as   b een  s el ect e d   a s  20   k Hz   k ee ping   t h e   li m i ta t i o n s  o n   t he   m ag ne tic   c ore  m a ter i a l s  i n   m i nd.  T he   w a v efor m   e n s u r e s   t h e   o p e r a t i o n   o f  T A B  a n d  t h e   in put p ow er transfe r to t h e  ou t pu t  a nd dep i c t s   the   prim ary v o lt a g e ,  phase a nd l e vel  s h ifte d seco n d a r y  v o lta ges   w ith  t he ir r espec t i v e  curr en ts. T h e  va r io us  v alue s a ssu m e d   in t he  m ode l i n g  a re  s ho w n  in  tab l e  1.            F i gure  9.  I npu t  and  o u t p u t  v ol tage  a n d  c urre nts  for  l o a d  6 0 0  W  t o  800  W an d  to   10 00  W      6.   CONCL U S ION  TAB   c o n s id ere d   a s  in t e rf ac e  p o w e r   e l e ct ron i c   c i rcui t   sy ste m   f o r   f uel  ce l l   a pp l i ca ti on s  and   aver ag e   sma l l  si gna l  model   has   bee n   d eve l ope d  for  i t   w it h  he l p   o f  D A B   m o d e l .   S i m u lat i ons  a re   d o n e  by  usin g  M A T L A B / S i m u l i n k   p o w e r   s y s t e m   b l o c k  s e t s .  A  d u a l   P I  c o n t r o l l e r   h as   b e e n   p r o p o se d  a nd  de v e l o p e d  fo r   syste m   s tab i lit y  u nder   the   de sired  o u t pu t   a n d  varie s   l oad s   u s i n g   ES O M   w it h   D C   l oa d  va ria tio ns  o f  6 0 0 W   t o   10 0 0 W  a n d  80 0W  a s  sh ow n   i n   F ig ure   9,  a nd  t h e   ma xim u m  r i pp le  i n  the  fu e l   c ell  curr ent  (I fc )   i s   f oun d  t o   b e   nea r l y  2A ,   w hich is  w i t h in t he   s afe   ra nge for fue l c e l l   opera t i on .       REF R E N C E S  [1]   Ren 2 1   R. "Gl obal St atus Repo r t. REN2 1   S ecret ariat, "   Pari s.  2 0 1 6 .  [2]   H a sn i  N,  A b d -Rahm a n   R,   A hm a d   H ,  J a mail  N ,  Kam a ru ddi n  M ,   R i d zwan   S .  " I nv e s tig a tio n   o f   p o t e n tia l   g ro un ding   co m p o und  f o r  p o r tabl e app l i cation s ",  Int e rn atio n a l  Jo urn a l  o f  Ele ctr i cal a n d  Compu t er  En g i n eeri n g   ( I JECE) , Vo l.  7   No .  6 ,   p p.  3140-6 ,   2 017 .  [3]   K i ru bak a ran   A,  J ai n  S,  N em a  R.  " A  revi ew  o n   fu el  cell  t e c h no log i e s  and  p o wer  elect ron i c  interface, "  Re n e w a bl e   a n d  Su st ai nable Ener gy R eviews .  Vo l.   13,   pp.   2 430-4 0 ,   2 00 9.  [4]   T h o u n t ho ng   P ,   T r ico l i  P ,   D av at  B .  " P erf o rm an ce  i n v e sti g ation  of   l i n ear  a nd   n on lin ear  c o n trol s  f o r  a  f u e l   c e l l/sup e r c a p ac it or  h yb rid  p o we r   pla n t , "  In tern atio na l Jo ur nal  of Electr i cal  P o wer   &   En erg y  Sys t ems.   Vo l.  5 4,   p p .   45 4-64;  2014.   [5]   T a o  H ,   D uarte  JL,   Hen d rix   M A .  " Lin e-i n t e racti v e  UP S   us i n g   a  f u e l   cell  as  t he  p rim a ry  s o u rce,"  I E EE  T r an sa ctio ns  on  In dus trial E l ectro nics .  V o l .   5 5 ,   pp.   301 2-2 1 ,  2008.   [6]   Bau m an  J ,  Kaze rani   M .  " A   c o m p a rati ve  s tu dy   o f  f u el -cell –battery ,  f u el-cell – u l t r a capa c it or,  and   f u el-cell – b a ttery – u l t r acapacit o r v e hi cles ,"   IEEE  T r a n s a ct ions  on  Veh i cul a r  T echn o logy. Vol.   5 7 ,   pp.76 0-9,   2 0 0 8 .   [7]   T a n   N M L ,   A b e  T ,   A k a g i   H .  " D e s i g n  a n d  p e r f o r m a n c e   o f  a  b i d i r e c t i o n al   i s o l a ted   dc– d c  co nv ert e r  f o r  a  b a tt ery   en ergy  st o rag e   s y s tem, "  IEEE Tra n s a cti ons o n   Power  El ectr onics . Vo l. 27 ,   p p . 1 23 7-4 8 , 2 01 2.   [8]   Y u   X ,   Stark e   M ,  Tolb ert  L,  O zp in eci  B .  "F uel   cel l  po wer  co nd iti o n in g   f o r  elect ric  pow er  a p p l i cati o n s :   a  su m m a r y,"   I E T  El ectric P o wer Applications .  Vo l . 1 .   p p .   6 4 3 -56,  2 00 7.   [9]   Ta o   H,   K o t so po ulos  A ,   Du a r te   J ,  He n d rix  M .   " Mu lti-Inp u t   B idi r e c t i on al  D C-DC  C o n v e rt er  C o m bi n i ng  DC-L ink  A n d   M a gnet i c-Co up lin g  F o r  Fuel  C el l  S y st e m s , "  Ind u stry A pplicati ons Co nference,  2 0 0 5  F our ti e t h  IAS  A n n ual  M eeti ng Conferen ce Reco rd  Of The 2 0 0 5 : IEEE .   p p . 20 2 1 -8 , 2 00 5.  [10]   Ko ng   X ,  Kha m b a dk o n e   AM.  " A na lysis  An d  I m p l e m e n ta t i o n   O f  A  High   Effici en cy ,  In terl eaved  C urren t -F ed  F ull  Bri d g e   C on verte r   F o r  F uel   Cell  Sys t em, "   IEEE Tra n sa cti ons O n   Power  El ectro n i cs.  20 07 ; 2 2 : 5 43-50.   [11]   Carrasco  JM,  F r anquelo  LG,  Bi a l asiew i cz  JT,  Ga l v án  E ,   Por tillog uisa do   RC,  P ra ts   M M,  E t  Al.  "Power-el ectronic  s y s t e m s   f o r  th e  g r id  i n t eg ration  of   r enewab le   e nergy   s o u r ces :  a   s urv e y, "  IE EE Trans a ct i ons On  Indus t ria l   E l ect ro n i cs. Vol .  53 ,   p p. 1 0 0 2 -16,  2 00 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Po wer flo w  m a na gem e n t  o f  tri p le ac t i ve brid ge   fo r  fue l   c e l l  ap p l ic ati o n  ( N age sw ar a  Ra o  K u d ith i)  68 1 [12]   Z h an g  N,   S u t anto   D ,   M u ttaq i   K M .   " A  rev i ew   o f   to pol ogies   o f   thre e - p o r t  d c – d c  c o n v e r t e r s  f o r  t h e   i n t e g r a t i o n  o f   ren e wab l e  en erg y   and   en ergy   s to rag e   s ys tem,"  R e newab l e an d  S u sta i n a b l e  E n er gy Reviews .   V ol  5 6 ,   p p .   3 88 -401 ,  20 16 .  [13]   Z h ao   B ,   S o ng  Q,   L iu   W ,   S u n  Y.   " Ov ervi e w   o f   d u al -activ e-bri dge  i sola te d  bid i re c t io na l  d c -dc   c o n v e r te r  for  high - f r eq uen c y-li nk   p o w er-con vers io n  s y stem, "   I E EE  Tra n s   Po w e r   E l e c t r on .   Vol .  29 , p p. 40 9 1 -1 06 ,   2 0 14 .   [14]   In ou e  S ,   A kag i   H .   "A bi d i r ect ional   DC– D C  co nvert er  f or an  en e r g y  st orage syste m  w i t h ga l v ani c   i so l a ti on,"  IE E E   T r an sa ctio ns on   P o wer Electro nics .   V o l .  22 ,  p p .  22 99-3 0 6 ,   2 007 .  [15]   K o l a r  Czajw .   " A  no vel  th ree-pha s e   t h r ee-po rt  u ps  e m p l oyin g   a   s i n g le  h igh- f r equency  is ol atio n  tran sf orm e r, "  20 04   3 5 t h  A n n u a l   IE EE  Po wer  Electr o n i cs   Sp ecia l is ts  Con f er ence .   p p.   413 5-4 1 ,   200 4.   [16]   J o rg e  L.  D uarte,  M arcel   H end r ix   A ,  M a rcelo   Go doy   S im õ e s.  " Th ree -p ort   bi direct io na l  co nv erter  f o r  h y b r i d   f u e l  c e l l sy ste m s , "   IE EE  T r ansactions   on Powe r E l ect ronics. Vol .  22 ,   2 0 07 .   [17]   J a in   M ,  Daniele  M ,   J ain  P K .  "A  b i d i r ectio na l   DC-DC  co nverter  t o pol og y  f o r  l o w  pow er  a pp licatio n, "  IE EE   T r an sa ctio ns on   P o wer Electro nics .   V o l .  15 ,  p p .  59 5-60 6,   2 0 00.   [18]   D e   D onck e r  RW ,   Di van   DM,  Kheraluw ala  MH .  "A  t h r ee-phas e   s o f t-s w itc h e d  high -p owe r-de n sity  d c / d c   c o n v e rte r   for h i g h -p owe r  a pp lic a t io ns ,"  IEE E   Tran sa cti ons o n  In dustr y  Ap p l icatio n s .  V o l .   27,   p p.  6 3 - 7 3 ,   1991 .   [19]   L i u   C,   J o h n s on   A ,   L a i  J-S .   " A   novel   t h ree-ph ase  hig h -p ow er  s oft -s witched   D C /D C  con v erter  f o r  low - vo lt age  f u el  cel l ap plicat ions,"   IEE E  T r an sa c t io ns  on  Ind u s t ry   Ap pl ic at io ns . Vo l. 41 ,  pp . 1 69 1 - 7,  20 0 5 .   [20]   Chen  Y -M,  L i u   Y-C,  W u  F-Y.  " Mul t i - input  DC/DC  convert e r  based  o n  th e  m u lt iwi ndin g   t ran s f o rm er  f o r   ren e wab l e en erg y  ap p l i cation s , "  IE EE   T r a n s a cti o n s  o n  In dustry App licati ons.  Vo l .   3 8,   pp.   1 0 9 6 - 104,   2 00 2.  [21]   X u   D ,   Z h ao   C ,   F a n  H.   " A  PWM   pl us  p hase-s h i f t   c on tro l   b id ire c t i o nal  DC-D C  co nv erter, "  IE EE  T r ansactio ns   o n   P o wer  El ectr onics .Vo l . 19 , pp .  6 66 -75 .,  2 0 0 4   [22]   T a o  H ,   K otso poul os   A ,  Du arte  J L,  H endri x   M A.   " T r ansfo r m e r-coup l ed   m u l tiport   ZVS  b i directi o n a l  DC–DC  converter with wid e  inpu t range,"  IEE E  Tr an sactio ns  on   Po wer  Elect ro nics . Vol .  2 3, p p.  77 1 -8 1 , 2 00 8.  [23]   C a m a r a   M B ,  Gu a l o u s  H,   G u sti n   F ,   B e r t h on A,  Daky o  B .   "DC / D C   c on v e r te r  de sign   f or  s up e r c a p ac itor  a n d   B a t te ry   p o w e r  m a n a ge m e nt   i n  h ybri d   v ehicl e   a ppl icat ion s —p o l yn o m ia l   cont rol   st rat e gy,"  IE EE T r a n s a ctio ns on  In du st r i a l  Electr o ni cs. V o l.   57,   pp.   5 8 7 -97 ,   2 01 0.  [24]   Bu rke  A,   M i l ler  M .   " The  p o wer  capab il ity   o f   ultracap aci to rs  a nd   l i t h i u m  b a t t e r i e s  f o r  e l ectric  an d  hyb rid   v e hi cle   ap pl icat ions, "   Jour na l o f  P o wer S o ur c e s . Vo l.   1 9 6 ,  pp.   5 1 4 -2 2 ,   2 011.   [25]   T h o u n t ho ng   P ,  Rael  S ,  D a vat   B.  " E n erg y   m an ag em ent   o f   f uel   cel l/ batt ery/su percapaci tor  hy bri d   pow er  s ou rce  f o r   v e hi cle ap pl ication s ,"  Jo urn a l o f   P o wer  Sou rces .Vo l .  193 ,  p p .  376-85 ,   2 00 9.  [26]   C h e n  Z ,   M i  C C ,  F u   Y ,  X u   J ,  G o n g   X .   " O n l i n e  b a t t e r y  s t a t e  o f   h e a lt h  est i m a tion   bas e d  on   g enetic  a l g orithm  f o r   el ectri c and   hy bri d  v ehic l e  app li cati ons,"   J o urna l Of Powe r   So urc e s. Vo l. 24 0 , pp . 18 4-9 2 ,  2 01 3.   [27]   D e   L eo n  F ,   M artin ez  JA.  " Du al  t hree-w i nd in g  t r ans f orm e r  equ i v a l en t  ci rcu i t   m a tch i n g   l eakage  meas urem ent s ,"  IEE E   Tran sa c t io ns on  Po we r  De liv e r y . Vol . 24 ,  p p . 1 60 -8,   20 0 9 .   [28]   Ro dri g u e z  A,  V azque z  A ,   L am ar  D G,  H ernan d o   M M ,   S eb astian  J .   " Di ff e r en t  p u rp ose  desi gn   s t r ategi e s  an d   t echn i q u es  t o  impro v e  t h e  perf o r m a nce  of   a   d ual   activ e  bri d g e   w i t h  p h as e-shif t  c o nt rol,"  IEE E  T r an sa c t io ns on   P o wer  El ectr onics. Vo l. 30 , pp .  7 90 -80 4 ,  2 01 5.   [29]   Z h ao   C ,  Ro un d SD ,  K o l a r  J W .  "An   i s olated   t hree-po rt  b id irect io n a l   D C-DC  c on ve rte r   w ith   de c o up le d   po we r  flow   ma na g e me n t ,"   IEEE T r ansact i ons   on  Po wer Elect ron i cs.  V ol.   23,   p p.  2 44 3-5 3 ,  200 8.   [30]   T a o  H,   D uarte  JL ,   Hen d rix   MA .   " T hree-po rt  t ri pl e-half -b rid g e  bi di rect io n a l   co nv ert e r  w i t h   zero-v o lt age   switching,"  IE EE T r ansac tion s   on P o wer   E l ect r o ni cs. V o l.   23,   pp.   782 -92 ,   2 008 .  [31]   James  L ,  An d r e w  D .   "F uel   c e l l   s y s tems ex p la i n ed , "  Chichs t er :   Jo hn  W iley &   Son s   L td. 2003 .   [32]   N a ges w ara  Rao  K,   S om ku n  S.   " S i n g l e   p h a se  p ow er  g en eratio n  s y s t e m  fr om  f u e l  c e l l"   In ter natio na l Jo ur na l of  P o wer   El ectr onics a n d  D r ive S y s t ems ( I J PED S ) ,   V ol .  9   No .  4 ,   p p.  167 6-8 4 ,   2 01 8 .   [33]   Shanmugham  P,   S omkun   S .   " M o dellin g  and  s i mul a ti on   o f  dual  acti v e  brid ge  D C– DC  c o n v e rters   f o r  f u e l   cel l  ap pl icat ions, "   Adva nced Sci e n c e   L e tt ers. Vol.  23,  pp .   5 112 -6,   2 0 1 7 .   [34]   A z ri  M ,  Khan ipah  NHA ,  Ibrahim   Z,  R a h im   NA.  " F u el  cell  e m ulato r   w i th   M P P T  t echn i qu e  an d  bo os t  conv erter, "   In ter n a t io nal Jour na l o f  P o wer  El ectr o n i cs   and   Dr ive S y st ems   ( I JPED S ) ,   V ol.   8  N o.   4 ,   p p .   185 2-6 2 ,   201 7.   [35]   P r ei tl   S ,  Precu p  R-E.  " Tech ni cal  c o mmu ni qu e :   a n   ex tens io n   o f   t u nin g   r el a t i o ns   a ft er  s ymmet r ical  o p t im um   me th od   f or  PI   a n d PID   c o n t ro lle r s, "   Au t o m a tica (Jour na l of  IFAC) .   V ol.  3 5 ,   p p .   1731 -6,   19 99.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.