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2021 年度 実績報告書

ワイヤレス式・有線式を統合したEV向け次世代大容量超急速充電器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03775
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

伊東 淳一  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90377218)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード急速充電 / ワイヤレス充電 / MMCC / セル方式
研究実績の概要

本研究は,電気自動車の爆発的普及拡大のため,有線・ワイヤレス式を問わず「気軽に」「どこでも」「簡単に」バッテリを充電できる社会環境を提供することを目的とし,これまで個別に研究開発されていた有線式とワイヤレス式を統合し,共通構造をもつ次世代超急速充電器を開発する。本研究では小型,高効率を実現可能であり,種々の電圧,電力容量に対応できる柔軟性の高い超急速充電器のあるべき姿を世界に先駆けて開発する。そのため,下記の技術を開発し,これまでの充電時間を1/5以下にすることを目指す。1) 世界標準となり得る直並列マルチセル方式大容量電力変換器トポロジーを創出し,50kWの実機を試作し有用性を評価する。2) 大容量ワイヤレス方式の最も大きな問題である漏えい磁界を回路方式により激減する方法を明らかにし,22kWの実機を試作し,その有効性を実証する。
昨年度は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:50kWセル方式電力変換システムの評価を行なった。特に大容量化にあたり,問題となった各セル間で循環するコモンモード電流について詳細な計測を行い,解析結果と比較した。また,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技術開発を拡張し,6セル間の通信を行い,所望の性能を得た。2)無線方式:これまでの知見を元に,22kW級の漏えい磁界フリーWPTシステムの設計,製作評価を行なった。その結果,放射ノイズフィルタが最小化できることがわかった。また,特にダイオードクランプ型リニアアンプを使い出力電圧をフィルタなしに正弦波化することを目指し,基礎的な実験を行い所望の動作を実現した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 漏洩磁界キャンセルコイルを用いたワイヤレス給電システムのキャンセルコイル短絡電流実効値補償に着目した漏洩磁界低減2021

    • 著者名/発表者名
      古川啓太, 日下佳祐, 伊東淳一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 141 ページ: 405-415

    • DOI

      10.1541/ieejias.141.405

    • 査読あり
  • [学会発表] 「階調制御による ISOP 型 Solid-State Transformerのコモンモードノイズ低減効果の検証」2022

    • 著者名/発表者名
      菊地尚斗, 日下佳祐, 伊東淳一
    • 学会等名
      電気学会 全国大会
  • [学会発表] セル方式マルチポートEV 充電器の無線通信を用いた電力バランス制御」2022

    • 著者名/発表者名
      大畠慶太, 渡辺大貴, 伊東淳一, 日下佳祐
    • 学会等名
      電気学会 全国大会
  • [学会発表] T. Yasuda, J. Itoh, G. Guidi: "Power Distribution Control between Cells with Imbalanced Load for Modular Multilevel multiport Converter"2021

    • 著者名/発表者名
      T. Yasuda, J. Itoh, G. Guidi
    • 学会等名
      IEEE 2021 - Energy Conversion Congress & Exposition - Asia (ECCE Asia 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] "Flying-capacitor Linear Amplifier with N-channel MOSFETs for Radiation Noise Reduction of Wireless Power Transfer System"2021

    • 著者名/発表者名
      R.Kusui, K.Kusaka, J.Itoh
    • 学会等名
      5th International Electric Vehicle Technology Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 「ISOP 型 Solid-State Transformer の回路構成によるコモンモードノイズの比較」2021

    • 著者名/発表者名
      菊地尚斗, 日下佳佑, 伊東淳一
    • 学会等名
      電気学会 半導体電力変換研究会

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公開日: 2022-12-28  

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