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

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。

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。