2014 Fiscal Year Research-status Report
スマートハウスと連系するワイヤレスＶ２Ｈシステム用新形非接触双方向給電装置の開発
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25420272
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大森 英樹 大阪工業大学, 工学部, 教授 (20613681)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ワイヤレスＶ２Ｈシステム / 非接触双方向給電 / スマートハウス / シングルエンデッドインバータ / 共振形インバータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スマートハウスは自然エネ大量導入に対して電力系統の安定性を維持するシステムとして期待されている。蓄電池が高コストであることが課題であるが，電気自動車(EV)を家庭に接続するV2H(Vehicle to Home)が有力な解として注目されている。これを非接触給電で実現できれば幅広い利用者が容易に扱え，普及拡大が期待できる。本研究では，従来と異なる動作原理の新しい双方向非接触給電方式を確立し，シンプルかつ低コストで性能のよいワイヤレスV2Hシステムを提供する。従来の双方向非接触給電装置は8つのパワースイッチング素子を必要とし，構成が複雑で高価なため，家庭用であるV2Hには適していなかった。そこでわずか２つのパワースイッチング素子で動作する新しい双方向非接触給電装置を実現し，シンプルかつ低コストで性能のよいワイヤレスV2Hを提供することで，EVの付加価値向上による普及加速と，スマートハウスの拡大によって電力供給の安定性確保と低炭素化に貢献する。
平成２５年度は，シングルエンデッドインバータファミリーから最適回路を抽出し，わずか２つの素子で動作するシンプルかつ低コストの双方向非接触給電装置の原型を開発した。平成２６年度は，給電時のソフトスイッチング動作を安定に確保する同期発振制御回路やパワー半導体の信頼性を確保して電力を制御する回路、電力の潮流を制御する回路など非接触双方向電力伝送装置の制御システムを完成させた。また双方向インバータの設計手法を確立し目標の伝送電力を確保する双方向非接触給電回路を得た。さらにインバータ回路および制御回路の試作品により，パワースイッチング素子の動作信頼性やスイッチング損失，給電／受電コイル間からの漏洩磁界や電磁ノイズなど実用化に関わる基本課題を検証、新形パワー半導体による損失低減の検討や渦電流遮蔽を応用した新しい漏洩磁界遮蔽技術の実証を行い基本システムを完成させた。
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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
当初の平成２６年度計画の，発振制御回路や電力制御回路，また電力伝送方向の潮流制御回路などを検討による制御システムを考案を行い、給電時のソフトスイッチング動作を安定に確保する同期発振制御回路やパワー半導体の信頼性を確保して電力を制御する回路、電力の潮流を制御する回路など非接触双方向電力伝送装置の制御システムを完成させた。また双方向インバータの設計手法を確立し目標の伝送電力を確保する双方向非接触給電回路を得た。さらに当初計画の通りインバータ回路および制御回路の試作品により，パワースイッチング素子の動作信頼性やスイッチング損失，給電／受電コイル間からの漏洩磁界や電磁ノイズなど実用化に関わる基本課題を検証、新形パワー半導体による損失低減の検討や渦電流遮蔽を応用した新しい漏洩磁界遮蔽技術の実証を行い基本システムを完成させた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度はワイヤレスV2Hシステムとしての製作を行い，スマートハウスシステムに組み込んで発電平準化や負荷平準化のピークシフト運用，また充放電動作の整合など応用上の課題を検証する。
以上の研究で，従来の双方向インバータと異なる新しい動作原理の双方向非接触給電方式を確立することができ，シンプルかつ低コストで性能のよいワイヤレスV2Hシステムを提供することができる。その結果，環境性に優れた電気自動車の付加価値や利便性を向上してその普及を加速し，スマートハウスによる自然エネ発電の平準化や家庭電力の負荷率改善を拡大して，低炭素化と電力供給の安定性確保や電力コストの抑制に貢献することが期待できる。
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