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2018 Fiscal Year Annual Research Report

電気自動車の走行中ワイヤレス給電における状態推定に基づく電力制御の構築

Research Project

Project/Area Number 16J06942
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

畑 勝裕  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Keywords電気自動車 / ワイヤレス給電 / 走行中給電 / 電力制御
Outline of Annual Research Achievements

本研究では電気自動車の走行中ワイヤレス給電における状態推定に基づく電力制御の構築を目的とし,クルマの走行に基づく動的な特性に着目した新しい観点による制御設計およびシステム構築に関する技術を示した。走行中ワイヤレス給電技術に必要な課題を明らかにし,これらに対して具体的なアプローチを示すとともに,実証実験を通して提案手法の有効性を示した。具体的な研究成果を下記に示す。
まず,システム設計で重要となる電圧仕様および電力要求に基づいてワイヤレス給電システムを分類し,それぞれの制約条件に基づくシステム電圧の設計指針を示した。さらに,走行中ワイヤレス給電における制御技術の理論構築として,相互通信を用いない制御設計,追加のセンサを必要としない車両検知技術,過渡特性を改善する送電制御手法について明らかにするとともに,自作した実験装置によってこれらの有効性を実証した。特に,送電開始時おける車両検知技術および過渡特性の改善手法は今後の研究方針を定める重要な成果であった。
また,東京大学柏キャンパス内の電気自動車実験場に走行中ワイヤレス給電設備を構築し,実験車両を用いた走行試験環境を整備した。ここで,路面側とクルマ側のシステムを個別に設計するのではなく,包括的に実証可能なシステムとして作り上げたのは大きな成果といえる。また,本研究で示した制御技術を路面設備および実験車両に実装し,実車走行試験をもって適切に電力供給できることを実証した。
以上を要するに,本研究では大電力かつ高効率なワイヤレス電力伝送を実現するシステム構築に関する技術を確立し,走行中ワイヤレス給電を模擬した基礎実験や実験車両を用いた走行試験によって,提案する制御技術の有用性を確認した。更には,制御設計で得られた知見をシステム構築というかたちで示すことで,理論から応用までを幅広く取り上げ,本研究分野の進展に大きく貢献した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (30 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 18 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 走行中ワイヤレス給電に向けたコンデンサレスかつフェライトレス85kHz自己共振コイルの低抵抗化2019

    • Author(s)
      高橋芳明, 畑勝裕, 居村岳広, 藤本博志, 堀洋一
    • Journal Title

      電気学会論文誌D

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      Now printing

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ワイヤレス給電の送電側と受電側における電圧仕様と電力要求に基づく分類と設計指針の提案2018

    • Author(s)
      畑勝裕, 居村岳広, 堀洋一
    • Journal Title

      電気学会論文誌D

      Volume: 138 Pages: 330-339

    • DOI

      https://doi.org/10.1541/ieejias.138.330

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Charging Infrastructure Design for In-motion WPT Based on Sensorless Vehicle Detection System2019

    • Author(s)
      K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, Y. Hori, and D. Gunji
    • Organizer
      2019 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Feasibility Study on In-motion Wireless Power Transfer System Before Traffic Lights Section2019

    • Author(s)
      D. Gunji, K. Hata, O. Shimizu, T. Imura, and H. Fujimoto
    • Organizer
      2019 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MPPT Control for PV based Wireless Power Transfer System in Lunar Rover2019

    • Author(s)
      B. Ji, K. Hata, T. Imura, Y. Hori, S. Shimada, O. Kawasaki
    • Organizer
      2019 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coupling Coefficient Estimation for Wireless Power Transfer System at Constant Input Power Operation2019

    • Author(s)
      H. Nawada, Y. Takahashi, K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, Y. Hori, and T. Yabumoto
    • Organizer
      2019 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficiency Maximization in Wireless Power Transfer Systems for Resonance Frequency Mismatch2019

    • Author(s)
      H. Weerasekara, K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, and Y. Hori
    • Organizer
      2019 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sensorless Automatic Stop Control of Electric Vehicle in Semi-dynamic Wireless Charging System2019

    • Author(s)
      J. Sithinamsuwan, K. Hanajiri, K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, and Y. Hori
    • Organizer
      2019 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stop Position Estimation for Automatic Stop Control of Electric Vehicle in Semi-dynamic Wireless Charging System2019

    • Author(s)
      J. Sithinamsuwan, K. Hanajiri, K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, and Y. Hori
    • Organizer
      IEEE 2019 International Conference on Mechatronics (ICM2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Feedforward Transient Control for In-motion Wireless Power Transfer using Envelope Model2019

    • Author(s)
      K. Tokita, K. Hanajiri, K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, and Y. Hori
    • Organizer
      IEEE 2019 International Conference on Mechatronics (ICM2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 交差点前走行中給電の実装方法に関する基礎検討2019

    • Author(s)
      郡司大輔, 畑勝裕, 清水修, 居村岳広, 藤本博志
    • Organizer
      自動車技術会2019年春季大会
  • [Presentation] フェライトレスかつコンデンサレスコイルを用いた走行中給電システムのコイル性能と舗装耐久性評価に関する基礎検討2019

    • Author(s)
      居村岳広, 高橋芳明, 畑勝裕, 藤本博志, 堀洋一, 塚本真也
    • Organizer
      自動車技術会2019年春季大会
  • [Presentation] タイヤ内の磁気回路を利用したばね下受電コイルへのワイヤレス給電に向けた相互インダクタンスのモデル化に関する基礎検討2019

    • Author(s)
      宇都隆, 花尻賢祐, 畑勝裕, 清水修, 居村岳広 , 藤本博志, 堀洋一, 芥川恵造, 郡司大輔
    • Organizer
      電気学会平成30年度半導体電力変換/モータドライブ合同研究会
  • [Presentation] Effect of Resonance Frequency Mismatch for Transmission Efficiency in Wireless Power Transfer System2018

    • Author(s)
      H. Weerasekara, K. Hata, M. Kato, T. Imura, and Y. Hori
    • Organizer
      2018 Asian Wireless Power Transfer Workshop (AWPT2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SS and SP Topology Analysis for Capacitive Power Transfer with Resonance Coupling Based on Power Factor Consideration2018

    • Author(s)
      K. Suzuki, K. Hata, T. Imura, and Y. Hori
    • Organizer
      The 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Maximum Efficiency Operation in Wider Output Power Range of Wireless In-Wheel Motor with Wheel-side Supercapacitor2018

    • Author(s)
      K. Hanajiri, K. Hata, T. Imura, and H. Fujimoto
    • Organizer
      The 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of Capacitor- and Ferrite-less 85kHz Self-resonant Coils Considering Dielectric Loss for In-motion Wireless Power Transfer2018

    • Author(s)
      Y. Takahashi, K. Hata, T. Imura, and Y. Hori
    • Organizer
      The 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Basic Study of Solar Battery Powered WirelessPower Transfer System with MPPT mode and DC Bus Stabilization for Lunar Rover2018

    • Author(s)
      B. Ji, K. Hata, T. Imura, Y. Hori, S. Shimada, S. Honda, O. Kawasaki, and S. Ichikawa
    • Organizer
      The 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design and Implementation of Sensorless Vehicle Detection Method for In-motion Wireless Power Transfer2018

    • Author(s)
      K. Hata, K. Hanajiri, T. Imura, H. Fujimoto, Y. Hori, M. Sato, and D. Gunji
    • Organizer
      The 31st International Electric Vehicle Symposium & Exhibition and International Electric Vehicle Technology Conference 2018 (EVS31&EVTeC2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Second Generation Wireless In-Wheel Motor with Dynamic Wireless Power Transfer2018

    • Author(s)
      H. Fujimoto, T. Takeuchi, K. Hanajiri, K. Hata, T. Imura, M. Sato, D. Gunji, and G. Guidi
    • Organizer
      The 31st International Electric Vehicle Symposium & Exhibition and International Electric Vehicle Technology Conference 2018 (EVS31&EVTeC2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Soft-Start Control Method for In-motion Charging of Electric Vehicles Based on Transient Analysis of Wireless Power Transfer System2018

    • Author(s)
      K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, and Y. Hori
    • Organizer
      The 10th Annual IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of Soft-Starting Methods for In-motion Charging of Electric Vehicles to Suppress Start-up Current Overshoot in Wireless Power Transfer System2018

    • Author(s)
      K. Hata, T. Imura, H. Fujimoto, and Y. Hori
    • Organizer
      2018 IEEE Transportation Electrification Conference & EXPO Asia-Pacific (ITEC-AP 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Driving Test Evaluation of Sensorless Vehicle Detection Method for In-motion Wireless Power Transfer2018

    • Author(s)
      K. Hata, K. Hanajiri, T. Imura, H. Fujimoto, Y. Hori, M. Sato, and D. Gunji
    • Organizer
      2018 International Power Electronics Conference (IPEC2018 - ECCE Asia)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 磁界共振結合方式を用いたワイヤレス電力伝送の入力電力一定動作時における伝送効率および受電電力に関する比較検討2018

    • Author(s)
      縄田晴子, 畑勝裕, 居村岳広, 藤本博志, 堀洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
  • [Presentation] タイヤ内の磁気回路を利用したばね下受電コイルへのワイヤレス給電に関する基礎検討2018

    • Author(s)
      宇都隆, 花尻賢祐, 畑勝裕, 清水修, 居村岳広 , 藤本博志, 堀洋一, 芥川恵造, 郡司大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
  • [Presentation] オープン型コイルを用いたワイヤレス電力伝送システムのkQ積の一同定法2018

    • Author(s)
      畑勝裕, 居村岳広, 堀洋一
    • Organizer
      平成30年電気学会産業応用部門大会
  • [Presentation] 誘電体損を考慮した走行中ワイヤレス給電向けコンデンサレスかつフェライトレス85kHz自己共振コイルの実験検証2018

    • Author(s)
      高橋芳明, 畑勝裕, 居村岳広, 堀洋一
    • Organizer
      平成30年電気学会産業応用部門大会
  • [Presentation] 走行中ワイヤレス給電に向けたコンデンサレスかつフェライトレス85kHz自己共振コイルの層間材料の影響2018

    • Author(s)
      高橋芳明, 畑勝裕, 居村岳広, 堀洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
  • [Presentation] MPPT Mode Controlled Solar Battery Assisted Lunar Rover Wireless Power Transfer System with Constant Voltage Load Simulation and Experiment2018

    • Author(s)
      B. Ji, K. Hata, T. Imura, Y. Hori, S. Shimada, S. Honda, O. Kawasaki, S. Ichikawa
    • Organizer
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
  • [Presentation] 磁界共振結合を用いたワイヤレス電力伝送におけるソフトスタート動作に向けた入力電圧軌道の比較検討2018

    • Author(s)
      畑勝裕, 居村岳広, 藤本博志, 堀洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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