2011 Fiscal Year Annual Research Report
新型二次電池を使用した革新的電力貯蔵システムの研究
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21246045
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
赤木 泰文 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80126466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 英明 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40238580)
萩原 誠 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (20436710)
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| Keywords | 二次電池 / 電力貯蔵 / 電力変換 / 新エネルギー / スマートグリッド |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,環境に優しい次世代電池電力貯蔵システムの基盤技術を確立することである。具体的には,カスケードPWMコンバータを電力変換回路に採用した電力貯蔵システムを開発する。大学の研究室で実験可能な最大容量である三相200V,10kW,20kWhシステムを設計・製作し,その実有効性を実証する。
平成21年度と22年度は,設計・製作した電力変換装置は無効電力変換装置として動作させ、その安定した動作を確認した。さらに18台のリチウムイオン電池モジュール(25.2V40Ah)の仕様を決定し,購入した。
平成23年度は,三相200V,10kW,20kWh電池電力貯蔵システムを製作した。特に電池管理システムと電力変換システムとのインターフェース回路の設計・製作に注力した。これはシステムの保護・安全に直接関係する。次に,電池電力貯蔵システムの運転性能を実験的に検証した。SOCバランス制御については,その動作原理を確認するだけでなく,その精度についても検証し,実用に耐え得るSOCバランス制御を実現した。さらに電源電流の総合高調波歪率を3%以下,かつ40次までの各次高調波電流を2%以下に抑制できることを実証した。この性能は日本だけでなく欧米の電源高調波規制を完全にクリアした。制御系のディジタル遅延などを考慮したシミュレーションプログラムを開発し,実験と同一の定数を用いてシミュレーションを行った。その結果,実験波形とシミュレーション波形は良く一致した。
これらの研究と並行して、前年度までの理論解析結果、シミュレーション結果、実験結果を総合的に精査し、6.6kV大容量システムを設計・製作する際の留意点を検討した。
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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
研究室で設計・製作した次世代電池電力貯蔵システムは安定に動作した。さらに、実験定数を用いてシミュレーションを行い,実験波形とシミュレーション波形は良く一致したことを確認した。このように研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の変更や研究を遂行する上での問題点はない。
実験については,瞬時電圧低下発生装置に接続して意図的に瞬時電圧低下を発生させ,電圧低下率と運転継続性能を検証する。本研究で開発したシミュレーションを活用して,実システムの詳細設計を行う。
今年度は本研究の最終年度に当たり,研究成果を国内外の学会で積極的に発表する予定である。
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