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Maximizing efficiency of bi-directional inductive power transfer system for electric vehicles

Research Project

Project/Area Number 18J12166
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionTokyo University of Science
Research Fellow 太田 涼介  東京理科大学, 理工学部, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords非接触給電 / ワイヤレス給電 / 高効率化 / 共振回路 / バッテリ / 電気自動車 / ソフトスイッチング / マルチポートコンバータ / 双方向 / 全日効率
Outline of Annual Research Achievements

本年度では,下記の項目を明らかにした。
①H2V/V2Hに適した双方向非接触給電の回路方式
②H2V/V2H向け双方向非接触給電に適した電力変換器及び制御法
項目①に関して,これまでに様々な回路方式が提案されているが,同一条件での検討がなされておらず,適切なものが明らかになっていなかった。そこで,前年度の続きとして今年度は,回路素子への負担に関する特性を理論解析により明らかにし,実験による比較も行った。その結果,キャパシタをコイルに対して,一次側二次側共に直列に接続する方式がもっとも効率面で優れることを明らかにした。今後,この成果をまとめ,学術論文誌に投稿する予定である。
項目②に関して,2点の成果を得ることができた。(a)ソフトスイッチング動作を考慮したシステム効率の最適化 (b)補助バッテリ充電まで考慮したマルチポートコンバータの提案
(a)について,無効電流を用いるスイッチング時の電磁ノイズを低減するソフトスイッチング技術と無効電流を抑える双方向非接触給電システムの高効率化の両立は難しい。そこで,理論解析結果を視覚的に表すことで,結果の理解を容易にすることで,両立を達成させた。こちらに関する成果は,国際的なオープンアクセスジャーナルのWEVJに掲載され,国際会議WOW2020にオークランド大学との国際共著として投稿し,アクセプトされた。(b)について,非接触給電EVにおいて,補助バッテリを充電する場合,ワイヤレスでEV側に送られてきた電力を一度,メインバッテリに充電する必要があった。この構造は電力変換段数が多いため,部品コスト及び効率の面で優れていない。そこで,複数の出力をもつマルチポートコンバータを提案し,部品コストを抑えることに成功した。本成果は国際会議IFEEC2019で発表を行った。効率に関する検討は今後行う予定である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(12 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Auckland(ニュージーランド)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Consideration on Maximum Efficiency of Resonant Circuit of Inductive Power Transfer System with Soft-Switching Operation2019

    • Author(s)
      Ota Ryosuke, Sudarmo Nugroho Dannisworo, Hoshi Nobukazu
    • Journal Title

      World Electric Vehicle Journal

      Volume: 10 Pages: 54-54

    • DOI

      10.3390/wevj10030054

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] IPT System Efficiency Improvement Considering Loss Characteristics of Inverter and Resonant Circuit2020

    • Author(s)
      R. Okada, R. Ota and N. Hoshi
    • Organizer
      2020 IEEE 9th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC2020-ECCE Asia)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Consideration of Efficiency of Bi-directional IPT Systems on Boundary of Soft-Switching Area2020

    • Author(s)
      R. Ota, D. J. Thrimawithana, U. Madawala and G. Covic
    • Organizer
      2020 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Society 5.0を支える非接触給電用電力変換回路技術2020

    • Author(s)
      太田涼介,星伸一
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A Novel Multi-port Bi-directional Inductive Power Transfer System with Simultaneous Main and Auxiliary Battery Charging Capability2019

    • Author(s)
      D. S. Nugroho, R. Ota and N. Hoshi
    • Organizer
      2019 IEEE 4th International Future Energy Electronics Conference (IFEEC)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] デッドタイム長の調整による双方向型非接触給電システムの高効率化2019

    • Author(s)
      太田涼介,星伸一
    • Organizer
      電子情報通信学会電子通信エネルギー技術研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ソフトスイッチング動作を考慮した双方向型非接触給電システムの共振回路の効率解析2019

    • Author(s)
      太田涼介,星伸一
    • Organizer
      平成31年電気学会全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 双方向型非接触給電システムのバッテリ充電サイクルの効率に関する一考察2018

    • Author(s)
      太田涼介,ダニスウォロスダルモヌグロホ,星伸一
    • Organizer
      電気学会半導体電力変換研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] バッテリ充電器の充電パターンを考慮した効率および充電時間の視覚的評価モデル2018

    • Author(s)
      太田涼介,ダニスウォロスダルモヌグロホ,星伸一
    • Organizer
      平成30 年電気学会産業応用部門大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 双方向型非接触給電システムのバッテリの充電サイクルを考慮したソフトスイッチング用スナバコンデンサ容量に関する一考察2018

    • Author(s)
      太田涼介,ダニスウォロスダルモヌグロホ,星伸一
    • Organizer
      平成30 年電気学会産業応用部門大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A Capacitance Design Guideline of Snubber Capacitors for Soft Switching with Bi-directional Inductive Power Transfer System Based on Battery Charging Cycle2018

    • Author(s)
      R. Ota, D. S. Nugroho, and N. Hoshi
    • Organizer
      7th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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