2020 Fiscal Year Research-status Report
排熱発電用電力変換回路における局所解の脱出条件と突入条件の解明
| Project/Area Number |
20K12001
|
|---|
| Research Institution | Okayama University of Science |
|---|
Principal Investigator |
麻原 寛之 岡山理科大学, 工学部, 准教授 (50709615)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 熱電池 / 電力コンディショニング / 非線形現象 / 安定性解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、エンジンを有する電動車両の燃費改善に資する研究取組である。自動車のエンジン排気系ユニットは、排気ガスと水冷により数百度の温度差が生じる。これまでの研究取組により、温度差から電気を発電する「熱電池」をこの種の車両の排気系ユニットへ取り付け、バッテリーへ電力回生する「排熱発電システム」の開発を産学連携して進めてきた。しかし、実用化が想定される発電環境においては、温度分布の不均一性(温度ムラ) により、熱電池の出力電力特性に局所解が生じる可能性がある。本申請課題は、学術的な観点から温度ムラ発生時の排熱発電システムの回路動作を解析し、工学的応用につなげることを目的とする。
2020年度は、熱電池を有する電力変換回路について、温度ムラ発生時の回路動作特性を解析するための等価回路モデルを構築した。また、本回路モデルを解析するための回路シミュレータの開発を行なった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で扱う排熱発電用電力変換回路は、主回路が昇圧型DC-DC コンバータであり、センシングした熱電池の出力電流および出力電圧値に基づき最大電力点追従制御を行う方式である。本年度は、熱電池の出力電流が参照電流に到達したときスイッチがオンからオフへ切り替わり、一定周期毎にクロックパルスが印加されたタイミングでスイッチが再びオフからオンへ切り替わる制御(電流制御) を適用し、かつ熱電池を温度ムラのある発電環境で使用した場合を想定した回路モデルを構築した。C言語をベースとした回路シミュレータの構築およびSPICE系シミュレータを用いた回路動作検証を実施し、当初目標を達成した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、2020年度に提案・構築した開発環境（温度ムラ発生時の熱電池出力特性を考慮した電力変換回路の等価回路モデル、C言語をベースとする独自開発回路シミュレータ、等価回路モデルをの動作を再現したSPICE系シミュレータ）をベースに、温度ムラ発生時の排熱発電システムの回路動作をより詳細に解析し、工学的応用につなげることを目指す。
|
| Causes of Carryover |
2020年度は、新型コロナウィルスの影響を受け、当初参加予定であった国際・国内会議の中止またはオンライン開催が相次いだため、次年度使用額が生じました。当該助成金は、次年度以降の学会参加費または論文投稿料等にあてる予定です。
|
