2018 Fiscal Year Research-status Report
シームレス双方向伝送で疑似並列接続できるシングルエンデッド式ワイヤレス給電装置
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17K06325
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大森 英樹 大阪工業大学, 工学部, 教授 (20613681)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ワーエレクトロニクス / 非接触 / ワイヤレス / インバータ / コンバータ / V2H / EV / 充電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然エネルギー発電や負荷の平準化システムに必要な蓄電池としてEVを利用するV2H(Vehicle to Home)やV2C(Vehicle to Community)が注目されているが、ワイヤレスでこれを実現すると、利便性の向上に加え蓄電池を最大利用することが期待できる。研究者は近年シンプル低コストのシングルエンデッド式ワイヤレスV2Hシステムを開発したが、V2Cのように複数のEVと平準化システムを相互融通すると制御が複雑になる。そこでシームレス双方向伝送で疑似並列接続できるシングルエンデッド式ワイヤレス給電装置を開発し、複雑な伝送制御なしで相互融通できる新しいワイヤレスV2H/V2Cシステムを低コストに実現することに取り組んでいる。
平成30年度は、平成29年度に得た基礎データを基に検討を行い、回路定数ばらつきに対するロバスト性に課題があり、その要因が双方向ワイヤレス給電装置の２つのコンバータ間の位相差にあることを見出した。そこでこの問題を解決する技術としてコンバータ間の位相差を回路的に制御することによって伝送電力を双方向シームレスに可変制御できる手法を考案し、さらに、スイッチング素子の導通時間や同期タイミングおよびコンバータ間の位相差を制御する回路構成を確定した。
さらにSiC-MOSFET適用のために必要な評価技術として、保有している損失評価手法に加えてスイッチング耐量評価技術を確立した。評価装置は現有の波形測定装置に加え新たに評価ボードを作成した。
加えて、ワイヤレス給電装置の原理モデル試作を行い、動作安定性、実働時のパワースイッチング素子の動作信頼性や損失，装置間の伝送効率、漏洩磁界など、実用化に関わる基本課題の抽出・対策を行った。その結果、定格6kW双方向伝送において目標の85%以上の伝送効率を確認し、漏洩磁界は国際基準の限度値27μTを十分にクリアした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度の研究項目である制御回路構成の完成、パワー半導体の新しい評価手法の確立、ワイヤレス給電装置の原理モデル試作を実施し、伝送効率や漏洩磁界などの課題抽出・対策により目標の性能を確認した。加えて伝送回路動作上の課題を解決す新しい制御手法を見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度はシームレス双方向伝送できるワイヤレスV2Xシステムとして複数のEVやPHVと平準化システムのDCバスを接続して運用した場合の自律協調運転や安定性などについて検証する。またワイヤレスV2XシステムとしてEVへの実車搭載の試作を行うとともに、装置およびパワー半導体の性能と信頼性を確立する。加えて発電平準化や負荷平準化の運用、また自律協調運転による安定性など応用上の課題を検証する。
以上の3年間の研究で，シームレス双方向伝送で疑似並列接続できるシングルエンデッド式ワイヤレス給電装置を実現し、新しい動作原理の給電方式を提供することができる。その結果，複数のEVやPHVと平準化システムを、幅広いユーザーが手間なく駐停車の度に自動接続でき、必要な電力の相互融通が図れる小形低コストのワイヤレスV2Xシステムが得られるので、自然エネルギー発電の平準化や電力消費負荷の平準化を拡大して脱炭素社会と電力コストの抑制に貢献することが期待できる。
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| Causes of Carryover |
平成３1年２月および３月に購入予定の物品（消耗品）42,706円が年度内に納入処理できなかったため、平成３１年度使用額になりました。
この平成３１年度使用額の物品費42,706円と平成３１年度当初使用計画の物品費700,000円、旅費500,000円は計画通り執行します。
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