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2023 年度 実績報告書

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 22KJ1448
配分区分基金
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

安田 匠  長岡技術科学大学, 技術科学イノベーション専攻, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードマルチポートコンバータ / 電気自動車 / 電力制御 / 信頼性
研究実績の概要

近年の電気自動車の普及に伴い,高速な電気自動車の充電システムが求められている。特に,集合住宅においては,多数の電気自動車を同時に充電することができる大容量な電気自動車の充電システムが求められている。そこで本研究では,集合住宅に適した次世代大容量超急速マルチポート充電器の開発を行っている。検討システムは従来に比較して,システム体積とコストを低減しながら,従来のシステムの接続ポート数および電力容量の限界を突破できる。検討システムでは,各ポートへ所望の電力を供給するために入力電力制御が必要となる。しかしながら,これまでに検討されている入力電力制御では,ポート間の電力アンバランスが増加すると,電力供給ができなくなることが明らかになっている。したがって,2021年度には,電力アンバランスの程度にかかわらず各ポートへ所望の入力電力を供給できる制御方式について検討した。2023年度はマルチポート充電器に必要となる素子容量を明確化し,マルチポート変換器の設計方針を明らかにした。加えて,マルチポート変換器の実用化に向けて,オンラインでの劣化診断技術を開発し,システムの信頼性を向上させた。
2023年度は,システムのさらなる高効率化を目指して,電流のオンライン最小化制御を提案し,実験的に提案制御の動作を検証した。提案制御では,大容量のメモリを必要とせず,負荷条件に応じて自動的に電流を最小化し,回路損失を最小化する。また,マルチポート変換器では,ポートごとの利用率のばらつきに起因して,素子劣化のアンバランスが発生する。そこで,本年度はマルチポート変換器の信頼性を向上する制御を提案し,実験的に動作を検証した。加えて,マルチポート変換器の信頼性解析を行い,提案制御の妥当性を明らかにした。
本年度は,各ポートへの電力制御に関する論文が3件電気学会論文誌に採択されている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] A Power Balancing Control for Large Power Unbalance in a Modular Multilevel Multiport Converter with Phase-Disposition PWM2024

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Takumi、Itoh Jun-ichi
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 13 ページ: 41~51

    • DOI

      10.1541/ieejjia.23003191

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intra-arm Balancing Control for Modular Multilevel Converter with Cell Loading Operated under High Power Imbalances2024

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Takumi、Itoh Jun-ichi、Guidi Giuseppe、D'Arco Salvatore
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1541/ieejjia.23009512

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Compensation Capability of Intra-Arm Balancing Control for a Multiport Converter based on Modular Multilevel Topology2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Takumi、Guidi Giuseppe、D'Arco Salvatore、Itoh Jun-ichi
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 12 ページ: 1046~1059

    • DOI

      10.1541/ieejjia.23000748

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] モジュラーマルチレベル変換器におけるキャパシタの劣化に基づくキャパシタ電流制御2024

    • 著者名/発表者名
      安田匠・伊東淳一・長谷川一徳
    • 学会等名
      令和6年電気学会全国大会
  • [学会発表] カスケードHブリッジコンバータにおける電力アンバランス抑制制御2023

    • 著者名/発表者名
      安田匠、伊東淳一
    • 学会等名
      2022年電気学会産業応用部門大会

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公開日: 2024-12-25  

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