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2009 Fiscal Year Annual Research Report

燃料電池を電源とするPMモータ駆動用昇圧器付インバータの小形低コスト回生回路

Research Project

Project/Area Number 21560307
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

山本 吉朗  Kagoshima University, 理工学研究科(工学系), 准教授 (70220457)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 飯盛 憲一  鹿児島大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (00284901)
Keywords燃料電池 / 電気二重層コンデンサ / 電流可逆チョッパ / 電気自動車 / エネルギー効率化 / 電気機器工学
Research Abstract

本研究の目的は,申請者が提案したバッテリ-電気二重層キャパシタ直列方式の回生エネルギー吸収回路をバッテリではなく燃料電池を電源とするシステムに適用することで,電気自動車などに用いられる永久磁石同期電動機駆動システムの効率を高めることである。
本年度は,燃料電池スタックの購入,水素ボンベ,水素ガス流量測定器,水素ガス検知システムの導入等により,燃料電池を用いた実験を行うための準備を行った。ここで,本年度は,実験の行いやすさ,コスト等を考慮して,水素吸蔵合金ではなく,水素ボンベからレギュレータを通して燃料電池スタックに接続する構成でシステムを構成し,以下のことを明らかにした。
1. 燃料電池の出力特性の調査
燃料電池スタック(300W,新規購入)の電気的特性について調べ,今後,本研究に使用する燃料電池等価回路について検討を行った。購入の燃料電池スタックは,コントローラに電流リミッタが内蔵されており,12Aで電流制限がかかるものの,12A以下の電流範囲では,ほぼ直線的な電圧-電流特性となり,等価回路的には一定の出力インピーダンスを持つ電源で模擬できることがわかった。
2. 燃料電池の最適な動作点の検討
燃料電池スタックをいろいろな動作点において運転し,その電気的な特性について調べた。各動作点における水素流量の測定を行い,水素流量と出力との関係を明らかにした。
3. 実験システムの基本設計
回路およびシステムについての基本設計を行った。コンデンサやリアクトル等の定数を大まかに決定し,決定した定数を用いて回路シミュレータPSIMによるシミュレーションにより,動作の確認を行った。このシミュレーションについては,現在も継続中である。
今後,さらに具体的に絞り込んだ定数に対して,運転方法,制御方法に関する検討を進めていく。

  • Research Products

    (6 results)

All 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] 電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるチョッパ部の安定性2009

    • Author(s)
      山本吉朗
    • Journal Title

      平成21年度電気関係学会九州支部連合大会講演論文集 01-1P-06

  • [Journal Article] Comparison of Configurations of Voltage Boosters in PWM Inverter with Voltage Boosters with Regenerating Circuit Augmented by Electric Double-Layer Capacitor2009

    • Author(s)
      山本吉朗
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Electric Machines and Systems 2009 DS1G2-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電気二重層キャパシタにより回生機能を強化した電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるチョッパ部の構成比較2009

    • Author(s)
      山本吉朗
    • Journal Title

      半導体電力変換産業電力電気応用合同研究会資料 SPC-09-162IEA-09-032

      Pages: 77-82

  • [Presentation] 電気二重層キャパシタにより回生機能を強化した電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるチョッパ部の構成比較2009

    • Author(s)
      山本吉朗
    • Organizer
      半導体電力変換産業電力電気応用合同研究会資料
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎市)
    • Year and Date
      2009-11-28
  • [Presentation] Comparison of Configurations of Voltage Boosters in PWM Inverter with Voltage Boosters with Regenerating Circuit Augmented by Electric Double-Layer Capacitor2009

    • Author(s)
      山本吉朗
    • Organizer
      International Conference on Electric Machines and Systems 2009
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      2009-11-16
  • [Presentation] 電流可逆チョッパ付PWMインバータにおけるチョッパ部の安定性2009

    • Author(s)
      山本吉朗
    • Organizer
      平成21年度電気関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      九州工業大学情報工学部(飯塚市)
    • Year and Date
      2009-09-28

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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