シリーズハイブリッドの新しい電力変換器を用いた昇圧制御の創出

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本研究では、シリーズハイブリッド電気自動車(以下SHEV)における新たな小型・高効率な電力変換システムを実現するため、新しい直接型電力変換器D-EPCを用いた、電力配分制御による昇圧制御を確立する。提案するシステムでは、昇圧用のコンデンサの電位に新たにスイッチング素子を接続し、モータ・発電機の電力を配分することで、昇圧用コンデンサ電圧を制御し、駆動モータを昇圧した電圧を用いて駆動することができる。しかし、従来の昇圧チョッパのデューティ比による昇圧電圧の制御と異なり、新たにD-EPCの電力の配分制御による昇圧制御の理論構築が必要となる。本研究では課題を大きく３つ挙げた。「D-EPCの電力配分制御を用いた昇圧制御モデルの理論的構築」「高速かつ安定した昇圧制御設計」「D-EPCの各電力損失の理論的導出」である。研究初年度は、昇圧用コンデンサの電圧制御を行うため、制御対象である回路のモデル化を行い、そのモデルに基づいたフィードバック制御の設計方法を構築し、回路・制御の連成シミュレーションによって妥当性を検証した。また負荷モータによる駆動電力も外乱としてモデル化することにより外乱補償を行うフィードフォワード制御を検討し、二自由度制御としてその有効性をシミュレーションで確認した。初年度は小出力の発電機と回路、コントローラを用いて、電圧制御の原理確認を行い、検討した昇圧制御モデルの妥当性とそのモデルに基づいた制御の有効性を確認した。また、高速かつ安定した昇圧制御として、負荷のモータ電力の急変に対する昇圧制御の基礎検討を行い、シミュレーションで有効性を確認することができた。以上、初年度には目標のうちの２つに成果を得ることができた。