電気自動車用超急速充電器への適用を目的とした絶縁型直流-直流変換器の研究

电动汽车超快充电机隔离式DC-DC变换器研究

• 批准号: 22H01463
• 负责人: 萩原 誠
• 金额: $ 9.82万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01463/
• 关键词: パワーエレクトロニクス; 電気自動車; 電動航空機; 直流-直流変換器

本研究では、電気自動車用急速充電器への適用を目的とした絶縁型直流変換器の検討を行っている。具体的には、従来型の三相DAB（Dual-Active-Bridge）変換器に、双方向チョッパ回路のカスケード接続からなる補助変換器を付加することで、従来のDAB変換器では実現できない主変換器の基本波力率を同時に1に制御可能、電流フィードバック制御によるロバストな制御性の実現、無効電流の低減による変換器損失の低減などが実現できる。本年度は、提案変換器の制御法確立に注力し、補助変換器に使用する直流コンデンサ電圧を階層的に制御可能な革新的制御法を考案した。上記制御法の妥当性は、研究室で設計・製作した150 V、2.5 kWミニモデルにより、定常特性と過渡特性の両者において確認している。得られた研究結果は2023年1月の電気学会研究会において発表を行い、また、2023年5月に韓国にて開催予定の国際会議ECCE（Energy conversion Congress and Exposition）Asia 2013に採択され、発表を行う予定である。また、当研究分野におけるトップジャーナルの一つであるIEEE Transactions on Inductry Applicationsの投稿資格を得て、2023年4月末に投稿を完了した。同時に、提案変換器と三相DABの効率比較に関して検討を行い、特に導通損失に着目した結果、昇圧・降圧等の各種動作条件時において、提案変換器が三相DABと比較し、優れた特性を示すことを示した。同時に、電気自動車用急速充電器への適用可能性を考慮し、従来型単相DAB変換器に補助変換器を適用した回路、および上記変換器の高周波変圧器を除去した非絶縁型直流変換器に関しても検討を行い、共に2022年9月に開催された電気学会研究会において発表を行った。

This study aims to investigate the application of the rapid charger for electric vehicles. Specifically, dual-active-bridge type three-phase DAB converter, two-way switch circuit connection, auxiliary converter, auxiliary converter This year, the proposed converter control method to establish attention, support the use of DC power, voltage level control possible innovation of the control method to examine The appropriateness of the above control method is confirmed by the design and production of the laboratory, the steady state characteristics and the transition characteristics. The results of the study were announced at the Energy Conversion Congress and Exposition Asia 2013 in Korea in May 2023. IEEE Transactions on Inductry Applications will be eligible for submission at the end of April 2023. At the same time, the converter and the three-phase DAB efficiency comparison, especially the conduction loss, the results, the voltage rise and fall and other operating conditions, the converter and the three-phase DAB performance comparison, the excellent characteristics are shown. At the same time, considering the possibility of application to the rapid charger for electric vehicles, including the application of the auxiliary converter to the circuit of the current single-phase DAB converter, and the high-frequency converter to the on-board converter, a review is being conducted on the non-isolated DC converter, and a report will be presented at the Electric Society Research Conference to be held in September 2022.