Maximizing efficiency of bi-directional inductive power transfer system for electric vehicles

最大限度地提高电动汽车双向感应电力传输系统的效率

• 批准号: 18J12166
• 负责人: 太田 涼介
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12166/
• 关键词: 非接触給電; ワイヤレス給電; 高効率化; 共振回路; バッテリ; 電気自動車; ソフトスイッチング; マルチポートコンバータ; 双方向; 全日効率

本年度では，下記の項目を明らかにした。①H2V/V2Hに適した双方向非接触給電の回路方式②H2V/V2H向け双方向非接触給電に適した電力変換器及び制御法項目①に関して，これまでに様々な回路方式が提案されているが，同一条件での検討がなされておらず，適切なものが明らかになっていなかった。そこで，前年度の続きとして今年度は，回路素子への負担に関する特性を理論解析により明らかにし，実験による比較も行った。その結果，キャパシタをコイルに対して，一次側二次側共に直列に接続する方式がもっとも効率面で優れることを明らかにした。今後，この成果をまとめ，学術論文誌に投稿する予定である。項目②に関して，2点の成果を得ることができた。(a)ソフトスイッチング動作を考慮したシステム効率の最適化　(b)補助バッテリ充電まで考慮したマルチポートコンバータの提案(a)について，無効電流を用いるスイッチング時の電磁ノイズを低減するソフトスイッチング技術と無効電流を抑える双方向非接触給電システムの高効率化の両立は難しい。そこで，理論解析結果を視覚的に表すことで，結果の理解を容易にすることで，両立を達成させた。こちらに関する成果は，国際的なオープンアクセスジャーナルのWEVJに掲載され，国際会議WOW2020にオークランド大学との国際共著として投稿し，アクセプトされた。(b)について，非接触給電EVにおいて，補助バッテリを充電する場合，ワイヤレスでEV側に送られてきた電力を一度，メインバッテリに充電する必要があった。この構造は電力変換段数が多いため，部品コスト及び効率の面で優れていない。そこで，複数の出力をもつマルチポートコンバータを提案し，部品コストを抑えることに成功した。本成果は国際会議IFEEC2019で発表を行った。効率に関する検討は今後行う予定である。

今年，我们明确了以下事项。 ① 适用于H2V/V2H 的双向无线电力传输的电路方法 ② 适用于H2V/V2H 的双向无线电力传输的电源转换器和控制方法 对于第①项，迄今为止尚未提出相同条件下的各种电路方法。已进行，但尚未明确适当的一项。因此，作为去年的延续，今年我们通过理论分析明确了与电路元件负载相关的特性，并通过实验进行了比较。结果表明，最有效的方法是将电容器与初级侧和次级侧的线圈串联。未来，我们计划总结这些结果并将其提交给学术期刊。对于第②项，我们得到了两个结果。 (a) 考虑软开关操作的系统效率优化 (b) 考虑辅助电池充电的多端口转换器的提案 关于 (a)，使用无功电流和无功电流在开关期间降低电磁噪声的软开关技术很难同时提高抑制电流的双向非接触式电力传输系统的效率。因此，通过直观地呈现理论分析结果以使结果更容易理解，我们能够实现这两点。与此相关的成果发表在国际开放获取期刊WEVJ上，并与奥克兰大学以国际合著者身份提交到国际会议WOW2020上，并被接受。关于(b)，当在非接触充电EV中对辅助电池进行充电时，需要利用无线发送至EV侧的电力对主电池进行一次充电。由于这种结构具有大量的功率转换级，因此在元件成本和效率方面并不出色。因此，我们提出了一种具有多个输出的多端口转换器，并成功降低了组件成本。该成果在国际会议IFEEC2019上公布。我们计划将来研究效率。

项目成果

IPT System Efficiency Improvement Considering Loss Characteristics of Inverter and Resonant Circuit

考虑逆变器和谐振电路损耗特性的 IPT 系统效率提高

• 发表时间: 2020
• 作者: R. Okada;R. Ota and N. Hoshi
• 通讯作者: R. Ota and N. Hoshi

デッドタイム長の調整による双方向型非接触給電システムの高効率化

通过调整死区时间长度提高双向非接触式电力传输系统的效率

• 发表时间: 2019
• 作者: D. S. Nugroho;R. Ota and N. Hoshi;太田涼介，星伸一
• 通讯作者: 太田涼介，星伸一

Society 5.0を支える非接触給電用電力変換回路技術

支持Society 5.0的无线充电功率转换电路技术

• 发表时间: 2020
• 作者: R. Ota;D. J. Thrimawithana;U. Madawala and G. Covic;太田涼介，星伸一
• 通讯作者: 太田涼介，星伸一

University of Auckland(ニュージーランド)

奥克兰大学（新西兰）

双方向型非接触給電システムのバッテリの充電サイクルを考慮したソフトスイッチング用スナバコンデンサ容量に関する一考察

考虑双向非接触电力传输系统电池充电周期的软开关缓冲电容器容量研究

• 发表时间: 2018
• 作者: D. S. Nugroho;R. Ota and N. Hoshi;太田涼介，星伸一;太田涼介，星伸一;太田涼介，ダニスウォロスダルモヌグロホ，星伸一;太田涼介，ダニスウォロスダルモヌグロホ，星伸一;太田涼介，ダニスウォロスダルモヌグロホ，星伸一
• 通讯作者: 太田涼介，ダニスウォロスダルモヌグロホ，星伸一