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

使用新型串联混合功率转换器创建升压控制

• 批准号: 22K04051
• 负责人: 吉本 貫太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04051/
• 关键词: パワーエレクトロニクス; ハイブリッドシステム; マルチレベルインバータ; 昇圧制御; 電気自動車

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。

在这项研究中，为了实现新的紧凑型，高效的电源转换系统，用于串联混合动力汽车（以下称为SHEV），建立了使用新型直接电源转换器D-EPC使用功率分配控制的升级控制。在拟议的系统中，开关元件新连接到增强电容器的电势，电动机和发电机发电机的电源分布，从而控制电压电压电压的电压，并可以使用启动电压驱动驱动电动机。但是，与使用Boost Chopper的占空比对增强电压的常规控制不同，有必要使用D-EPC功率的分布控制来建立一种新的促进控制理论。这项研究提到了三个主要问题。这些是“使用D-EPC的功率分配控制”，“快速，稳定的增强控制设计”和“ D-EPC每种功率损耗的理论推导”的“增强控制模型的理论结构”。在研究的第一年，为了控制增加电容器的电压，对要控制的电路进行了建模，并构建了一种基于该模型的反馈控制的方法，并通过电路和控制的模拟来验证有效性。此外，对馈电控制的馈电控制被检查为一种干扰，并通过模拟确认了其作为两度自由度控制的有效性。在第一年，我们使用小输出发生器，电路和控制器确认了电压控制的原理，并确认了我们研究的电压增强控制模型的有效性以及基于该模型的控制的有效性。此外，作为高速和稳定的增强控制，进行了对负载运动突然变化的增强控制的基本检查，并通过模拟确认了其有效性。这就是我能够在第一年的两个目标中实现结果的方式。

项目成果

二電源入力電力変換器D-EPCを用いたハイブリッドシステムにおける昇圧制御のアンチワインドアップ制御

使用双电源输入功率转换器 D-EPC 的混合动力系统升压控制的防饱和控制

• 发表时间: 2023
• 作者: 池田 英俊;佐伯 拓未;魚浦 海都;佐藤 圭祐;松野広暉・秋山 啓・吉本貫太郎・横山智紀
• 通讯作者: 松野広暉・秋山 啓・吉本貫太郎・横山智紀

二電源入力電力変換器D-EPCを用いたシリーズハイブリッドシステム

采用双电源输入电源转换器D-EPC的串联混合系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 池田 英俊;佐伯 拓未;魚浦 海都;佐藤 圭祐;松野広暉・秋山 啓・吉本貫太郎・横山智紀;松野広暉・秋山 啓・吉本貫太郎・横山智紀
• 通讯作者: 松野広暉・秋山 啓・吉本貫太郎・横山智紀