高効率高電力密度チョッパによる可変速駆動系の省エネルギー化の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22246036
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 河村 篤男 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (80186139)
• 研究分担者: 藤本 博志 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (20313033) ; 藤本 康孝 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (60313475) ; 下野 誠通 横浜国立大学, 工学研究院, 助教 (90513292)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 電気自動車 / 電気機器工学 / パワーエレクトロニクス

研究概要

本研究の成果の特徴は次の2点に集約される。(1)SAZZチョッパのトポロジーで、50kW出力、電力密度100kw/〓を実現した。(2)可変速駆動系システムに直列チョッパを導入する時の省エネ効果は、そのシステム構成によって幅がある。特に、電気自動車に限れば、25kw試験装置において直列チョッパの高電力密度化、軽量化により、JC08モード走行において3%以上の省エネ効果が確認された。さらに、チョッパの軽量化と直流電圧の選択によっては、10%程度の省エネの可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Coping with Poor Dynamic Performance of Super-Junction MOSFET Body Diodes (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Pavlovsky, G. Guidi, and A. Kawamura
  • 雑誌名: IEEJ Journal of Industry Applications 巻: Vol. 2, No. 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Buck/Boost Dc-Dc Converter Topology with Soft Switching in Whole Operating Region (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Pavlovsky, G. Guidi, and A. Kawamura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Power Electronics
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of Coupled and Independent Phase Designs of Interleaved Multiphase Buck/Boost Dc-Dc Converter for EV Power Train (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Pavlovsky, G. Guidi, and A. Kawamura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Power Electronics
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral Stability Control of In-wheel-motor-driven Electric Vehicles Based on Sideslip Angle Estimation Using Lateral Tire Force Sensors (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nam, H. Fujimoto, and Y. Hori
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Vehicular Technology 巻: Vol. 61, No. 5 ページ: 1972-1985
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of Sideslip and Roll Angles of Electric Vehicles Using Lateral Tire Force Sensors Through RLS and Kalman Filter Approaches (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nam, S. Oh, H. Fujimoto, and Y. Hori
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Industrial Electronics 巻: Vol. 60, No. 3 ページ: 988-1000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Four-wheel Driving-force Distribution Method for Instantaneous or Split Slippery Roads for Electric Vehicle (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Maeda, H. Fujimoto, and Y. Hori
  • 雑誌名: Automatika 巻: Vol. 54, No. 1 ページ: 103-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] 瞬間低μ 路での駆動力維持を目的としたインホ イールモータ搭載電気自動車の前後輪駆動力配分法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前田健太,藤本博志,堀洋一
  • 雑誌名: 機会学会論文集C編 巻: Vol. 78, No. 794 ページ: 3383-3392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of Automotive Chopper Circuits Towards Ultra High Efficiency and Power Density (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Pavlovsky, Y. Tsuruta and A. Kawamura
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol.131, No.10 ページ: 1217-1224
  • 査読あり
• [学会発表] 電気自動車への弱 め界磁制御の適用と直列チョッパ方式での効率比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細山田悠, 河村篤男
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] 電気自動車の高効 率化を目指した最小THDPAM制御方式の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石田圭佑, 河村篤男
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] 二足歩行ロボットにおける足裏の滑りを利用 した方向転換制御の一考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三宮哲志, 元井直樹, 河村篤男
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門産業計測制御/メ カトロニクス制御合同研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] パルス負荷及び High-Low運転に対応するDCチョッパの出力電圧ロバスト制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石田翔也 河村篤男, 譲原逸男, 高柳敦, 大間亮
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] ハイブ リッド鉄道車両のコスト低減を目指した燃料電池運用方法の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤智昭,元井直樹,河村篤男
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] 零電圧スイッチング制御によるデュアルアクティブブリッジDC-DCコンバータの高効率化に関する一考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田朋浩,河村篤男,Giuseppe Guidi
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] Range extension control system for electric vehicle based on searching algorithm of optimal front and rear driving force distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujimoto, S. Egami, J. Saito, and K.Handa
  • 学会等名: Proceedings of the Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Review of traction and braking control for electric vehicle (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujimoto, J. Amada, and K. Maeda
  • 学会等名: Proceedings of the IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] 高効率絶縁型DC-DCコンバータの試作とその評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田朋浩,Giuseppe Guidi,河村篤男,今久保知史,平尾俊幸,軸丸武弘
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20120800
• [学会発表] 電気自動車駆動系における双方向昇降圧チョ ッパの出力電圧最適化とその実験的評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 武田将史,元井直樹,河村篤男
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20120800
• [学会発表] 水素燃料電池の高寿命化を目指したハイブリッド鉄道車両の評価シミュレーションの構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤智昭,河村篤男
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20120800
• [学会発表] 状況に応じて昇圧・非昇圧の切り替えが可能なEV用チョッパ回路に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠藤可奏,河村篤男
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20120800
• [学会発表] Advanced Safety Range Extension Control System for Electric Vehicle with Front-and Rear-active Steering and Left-and Right-force Distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujimoto, and H. Sumiya
  • 学会等名: Proceedings of the IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 20120700
• [学会発表] Practical Control Strategy to Apply Soft Switching to EV Power Flow Control System (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsuruta, and A. Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the 7th International Power Electronics and Motion Control Conference-ECCE Asia
  • 発表場所: Harbin, China
  • 年月日: 20120600
• [学会発表] 大電力チョッパ回路の方式別損失分析評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 弦田幸憲, 河村篤男
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] Experimental Data Analysis on Total Driving Performance of Series Chopper Based EV Power Train (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kawamura, G. Guidi, S. Tsutsuki, Y.Watanabe, Y. Tsuruta, and N. Motoi
  • 学会等名: Proceedings of the Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Accurate Calorimetric Power Loss Measurement for Efficient Power Converters (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kamei, T.W. Kim, and A. Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Robust convergence of the Impedance Matching Process based on Seek Control (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ishida, A. Kawamura, A. Takayanagi and H. Takada
  • 学会等名: Proceedings of the Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Dual Active BridgeModulation with Complete Zero Voltage Switching Taking Resonant Transitions into Account (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Guidi, T. Imakubo, Y. Sasaki, and A.Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the 14th European Conference on Power Electronics and Applications
  • 発表場所: Birmingham, UK
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Soft Switching Chopper with Tail Loss Cancel Circuit (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsuruta and A. Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the IEEE Energy Conversion Congress & Exposition
  • 発表場所: Arizona, USA
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] テイル損失低減回路付SAZZチョッパ (2011)
  • 著者名/発表者名: 弦田幸憲、河村篤男
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会講演論文集
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] 最小THDPAM制御によるモータ効 率向上のケーススタディ (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺祐樹 ジュゼッペグイディ,河村篤 男
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会講演論文集
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] 交流端電圧のPWM制御を用いたディアルア クティブブリッジ DC-DC コンバータの 高効率化に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松田朋浩, GiuseppeGuidi, 河村篤男, 今 久保知史, 佐々木裕司,軸丸武弘
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会講演論文集
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] 熱量測定法を用いた高精度効率測定法の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀井亮,河村篤男,金泰雄
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会講演 論文集
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] シーク制御とフォローイング制御に基 づくインピーダンスマッチングにおけ る制御の収束性と敏捷性電 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石田翔也,河村篤男,高柳敦,高田浩一
  • 学会等名: 平成 23 年 電気学会産業応用部門大会講演論文集
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] 磁気共鳴型非接触給電用アンテナの最適設計法と 高周波電力整流回路の効率解析の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 穴澤達,河村篤男,金泰雄
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会講演論文集
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] Verification of Efficient Operation for High Power DC Chopper (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsuruta and A. Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Power Electronics
  • 発表場所: Jeju,Korea
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Four quadrant SAZZ-1Chopper for EV and HEV power train (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsuruta, M. Pavlovsky, G. Guidi, and A.Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the International Conference on Power Electronics
  • 発表場所: Jeju,Korea
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] 30kW車載用4象限双方向チョッパの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 弦田幸憲,筒木壮太,グイディジュゼッペ,河村篤男,徐培爾,岩倉哲史
  • 学会等名: 平成23年電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] テイル損失低減機能付き水冷昇圧 SAZZ チョッパの高温温度試験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 弦田幸憲,河村篤男
  • 学会等名: 平成22年電気学会産業応用部 門大会講演論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] Mid-Power SAZZ Chopper with Switched Tail Loss Cancel Circuit (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsuruta, and A. Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the International Power Electronics Conference
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] Recent Improvement of Efficiency and Power Density of DC-DC Converters for Automotive Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Pavlovsky, Y. Tsurura, and A.Kawamura
  • 学会等名: Proceedings of the International Power Electronics Conference
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20100600
• [備考]
  • URL: http://www.kawalab.dnj.ynu.ac.jp/