2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of integrated wire-less with wired high power rapid charger
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18H03775
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
伊東 淳一 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90377218)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 急速充電 / セル方式 / ワイヤレス充電 / MMCC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有線方式と無線方式の共通化を目指して下記の開発を行なった。
１）有線方式：前年度試作したマルチセル方式の電力変換器を使って，三相入力を実現する。また，各セル間の通信に無線通信方式を導入し，より簡便なシステムを構築した。そのためには，不確かな制御遅れを許容するロバストな制御方式を提案した。これらの方式について，シミュレーションを行い，動作検証を行なった。その後，実機の製作，立ち上げを行い，効率や入力電流，波形ひずみなどの一次評価を行った。また，絶縁部は無線方式との統合を考慮し，等価回路が同一になるように高周波トランスを最適設計法について検討を行った。
加えて，モジュラーマルチレベルカスケードコンバータを応用したセル方式の充電システムを検討した。1つ1つのセルで１台のクルマに充電できることから，1台の変換器で多数のクルマに充電器できる。今年は，各セルの電力にアンバランスが生じていても，系という電流を正弦波に制御できる制御方式について開発を行った。提案法をミニモデルで検証し，所望の動作を確認した。
２）無線方式：前年度解析した漏えい磁界の低減が可能な三相コイルを試作し,22kW 相当の試験を実施し，コイルの損失や温度上昇を評価した。また，DABコンバータを組み合わせて7kWクラスの急速充電システムを構築し，システム効率や漏えい磁界の低減効果を検証した。加えて，マトリックスコンバータを応用した3相大容量向けワイヤレス充電器を提案し，ミニモデルにより実験検証を行った。
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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
有線式，無線式共に当初予定したとおりの進捗であり，実験検証も順調に進められている。
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| Strategy for Future Research Activity |
優先方式と無線方式の共通化を目指して下記の開発を行う。
１）有線方式：昨年度原理的に実証された三相マルチセルのミニモデルでの実験結果を基に，最終目的である50kWセル方式電力変換システムの設計，試作を行う。大容量化にあたり，各セル間で循環するコモンモード電流が問題になることが予想される。今年度は中圧（6.6kV)のマルチセルにおけるノイズ経路の解明および効果的なフィルタ構成および設計法を確立する。また，この際，各セル間での無線通信を拡張し，Buletoothなどの一般無線通信手段をパワーエレクトロニクスシステムに適用するための技術開発を行う。
２）無線方式：昨年度の成果によりコイルから発生する遠方磁界を当初の狙い通り，CISPR規格に準拠できるように抑制できる見込みが立ったので，インバータ回路から発生するノイズが電源系統に影響を与えないように，大容量高周波インバータの放射ノイズ低減技術を開発する。具体的にはPCBのパターンの電磁界解析と熱解析を実施し，パターンの最適設計法を確立する。
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