2018 Fiscal Year Annual Research Report
Maximizing efficiency of bi-directional inductive power transfer system for electric vehicles
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18J12166
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
太田 涼介 東京理科大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | 非接触給電 / 双方向 / 共振回路 / 高効率化 / バッテリ / 電気自動車 / ソフトスイッチング / 全日効率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度実施した項目得られた成果を以下に示す。
1.H2V/V2Hに適した双方向非接触給電の共振回路方式の検討
理論解析により，各特性について，SS共振回路方式が優れ，双方向の非接触給電システムに適することを示した。よって，本研究ではSS共振回路方式を用いることとした。こちらの結果は，実機検証を行っていないため，行い次第，学会発表もしくは学術論文誌に投稿予定である。続いて，長時間運転時の高効率化を目的とした，共振回路の設計法の検討を行った。その検討では，バッテリの充電状態に対して時間的重み付けを行い，回路パラメータを設計することで高効率化できることを示した。この結果は，７月の電気学会の研究会にて発表を行った。
2.H2V/V2H向け双方向非接触給電に適した高効率インバータ／コンバータ（以下，アクティブブリッジ）及び制御法の検討
はじめに，アクティブブリッジのソフトスイッチング動作を考慮した共振回路の高効率動作条件を理論解析により導き出した。続いて，この解析結果より，一次側アクティブブリッジの入力電圧を適切に調整することで，ソフトスイッチング動作時にさらなる高効率化を見込めることが示唆された。この結果は，3月の平成31年電気学会全国大会にて発表を行った。さらに，長時間運転時の高効率化を目的とした，ソフトスイッチング用のスナバキャパシタの検討を行った。この検討では視覚的評価方法により，静電容量の評価を簡便化した。これに関連した結果を，８月の平成30年電気学会産業応用部門大会にて２件，10月のIEEEの国際会議ICRERAにて１件の発表を行った。加えて，アクティブブリッジのデッドタイム長を調整する手法を提案し，その結果を，３月の電子情報通信学会の研究会にて発表した。次年度は，これらの結果に基づき，一次側アクティブブリッジの回路方式等を検討し，更なる高効率化手法を提案する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では，平成30年度に「H2V/V2Hに適した双方向非接触給電の共振回路方式の検討」，平成31年度に「H2V/V2H向け双方向非接触給電に適した高効率インバータ／コンバータ（以下，アクティブブリッジ）及び制御法の検討」をそれぞれ行う予定であったが，研究実績の概要で述べたとおり，両方の検討を同時に行った。そこで，以下では，それぞれの進捗状況について述べる。
「H2V/V2Hに適した双方向非接触給電の共振回路方式の検討」に関しては，共振回路方式の比較・選定を行い，高効率化のための設計法の提案を行ったが，実機検証を行っておらず，それらの結果をすべて発表できていない。そのため，次年度は実機検証による比較・選定を行い，学会発表を行う予定である。
「H2V/V2H向け双方向非接触給電に適した高効率インバータ／コンバータ及び制御法の検討」については，基本的な構成のアクティブブリッジを接続した場合の高効率化手法を提案し，国内外の学会発表を行った。しかし，まだアクティブブリッジの回路方式の検討を行う必要があるため，次年度は今年度の結果を踏まえてその検討を行う予定である。加えて，今年度の結果について，まだ学術論文誌への投稿を行っていないため，次年度に行う予定である。
以上のことから、「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
「H2V/V2Hに適した双方向非接触給電の共振回路方式の検討」に関しては，各共振回路を製作し，実機検証を行い，学会もしくは学術論文誌にて発表を行う。「H2V/V2H向け双方向非接触給電に適した高効率インバータ／コンバータ及び制御法の検討」に関しては，アクティブブリッジの回路方式の検討を行い，今年度の結果を踏まえた高効率化手法の検討も行う。
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