| Project/Area Number |
22KJ1448
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| Project/Area Number (Other) |
21J22845 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
安田 匠 長岡技術科学大学, 技術科学イノベーション専攻, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | マルチポートコンバータ / 電気自動車 / 電力制御 / 信頼性 / モジュラーマルチレベルコンバータ / マルチポート変換器 / 急速充電 / 入力電力制御 / Ｖ２Ｇ |
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| Outline of Research at the Start |
従来の電気自動車向け充電器では大型の商用変圧器が必要となるため，システム体積およびコストが増加するだけでなく，電気自動車の充電速度が変圧器の電力容量によって制限された。そこで本研究では，商用変圧器を用いない大容量マルチポートEV充電器を提案している。提案システムでは，システム体積とコストを低減しながら，接続ポート数および電力容量を増加させることができる。本研究では提案システムを実用化するため，システム全体の設計および制御方式を提案する。さらに，提案システムの更なる付加価値を追求し，多数のEVのバッテリを利用した大規模V2GおよびV2H技術の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の電気自動車の普及に伴い，高速な電気自動車の充電システムが求められている。特に，集合住宅においては，多数の電気自動車を同時に充電することができる大容量な電気自動車の充電システムが求められている。そこで本研究では，集合住宅に適した次世代大容量超急速マルチポート充電器の開発を行っている。検討システムは従来に比較して，システム体積とコストを低減しながら，従来のシステムの接続ポート数および電力容量の限界を突破できる。検討システムでは，各ポートへ所望の電力を供給するために入力電力制御が必要となる。しかしながら，これまでに検討されている入力電力制御では，ポート間の電力アンバランスが増加すると，電力供給ができなくなることが明らかになっている。したがって，2021年度には，電力アンバランスの程度にかかわらず各ポートへ所望の入力電力を供給できる制御方式について検討した。2023年度はマルチポート充電器に必要となる素子容量を明確化し，マルチポート変換器の設計方針を明らかにした。加えて，マルチポート変換器の実用化に向けて，オンラインでの劣化診断技術を開発し，システムの信頼性を向上させた。
2023年度は，システムのさらなる高効率化を目指して，電流のオンライン最小化制御を提案し，実験的に提案制御の動作を検証した。提案制御では，大容量のメモリを必要とせず，負荷条件に応じて自動的に電流を最小化し，回路損失を最小化する。また，マルチポート変換器では，ポートごとの利用率のばらつきに起因して，素子劣化のアンバランスが発生する。そこで，本年度はマルチポート変換器の信頼性を向上する制御を提案し，実験的に動作を検証した。加えて，マルチポート変換器の信頼性解析を行い，提案制御の妥当性を明らかにした。
本年度は，各ポートへの電力制御に関する論文が3件電気学会論文誌に採択されている。
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