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xEVにおけるエネルギー回生と蓄電技術

xEVにおけるエネルギー回生と蓄電技術

~EV用モータの基礎からエネルギー回生まで~
オンライン 開催

開催日

  • 2022年10月5日(水) 10時30分 16時30分

修得知識

  • モータの種類や構造
  • エネルギー回生を可能にする駆動回路とDC/DCコンバータ回路
  • モータの制御手法
  • エネルギー回生の考え方と手法
  • エネルギー回生を効率良くする蓄電方式

プログラム

 最近の自動車は、走行環境・車内環境・操縦性を良くするために多くのモータや電子制御システムが使用され、電気の使用量は増加の一途をたどっている。
 電気自動車は、バッテリーに蓄えられたエネルギーを使用して走行するため、モータおよび駆動システムの高効率化やエネルギーの効率的な利用が求められている。
 本講座では、電気自動車に使用されるモータの種類と構造、エネルギー回生を可能にするモータ駆動回路、モータ駆動回路への供給電圧を高電圧化し、回生したエネルギーをバッテーに蓄電するための双方向型の昇圧降圧コンバータの回路構成、エネルギー回生を実現しやすい制御手法について解説する。その後で、車両の持つ運動エネルギー、エネルギー回生の基本的な考え方、何をすればエネルギー回生が実施できるかなどついて解説し、具体的な制御手法を解説する。最後にエネルギー回生の効率を高める蓄電技術についても解説する。

  1. EVで使用されるモータの種類と特性
    1. モータの種類と構造
    2. モータの構造とトルク発生原理
    3. 永久磁石同期モータ (SPMSMとIPMSM)
    4. 磁石の形状と配置
    5. 巻線方式と結線方式
    6. 結線の違いによる駆動効率の違い
    7. モータの起電力波形と巻線電流
  2. 駆動回路
    1. ブラシ付DCモータ駆動回路
    2. エネルギー回生が可能なブラシ付DCモータ駆動回路
    3. 永久磁石同期モータ駆動用3相インバータ回路
    4. PWM制御と巻線電流
    5. 直流供給電圧を変えず実効値電圧を上昇
  3. 昇圧・降圧DC/DCコンバータ
    1. なぜモータ駆動回路にコンバータが使われるか
    2. 降圧型と昇圧型コンバータ
    3. 絶縁型と非絶縁型コンバータ
    4. 単方向コンバータと双方向コンバータ
    5. 多相方式DC – DCコンバータ
    6. 絶縁型双方向昇圧・降圧コンバータ
    7. エネルギー回生と電気自動車駆動システム
  4. モータ制御手法
    1. 電力とトルクの関係
    2. 電圧制御と電流制御
    3. エネルギー回生を実現する速度制御
    4. 永久磁石同期モータのスカラー制御
    5. 永久磁石同期モータのベクトル制御
    6. 回生したエネルギーで回路を破壊させないために
  5. 車両の持つ運動エネルギー
    1. 回転体の運動エネルギー
    2. 車両の運動エネルギー
    3. 車両の質量を慣性モーメントに変換
  6. エネルギー回生
    1. 車両の運動エネルギーはすべて回収できるか
    2. エネルギー回生の基本的な考え方
    3. 機械エネルギーを電気エネルギーに変える
    4. 速度制御によってエネルギー回生が起きる
    5. ブラシ付DCモータのエネルギー回生
    6. 永久磁石同期モータのエネルギー回生
  7. 回生の効率を高める蓄電技術
    1. 回生したエネルギーを蓄えるデバイス
    2. バッテリーの種類によっては,急峻な電力を受け取れない
    3. リチウムイオンキャパシタ (LiC) や電気二重層キャパシタ (EDLC) の利用
    4. バッテリーとキャパシタを併用した電源システム
    5. 高効率なエネルギー回生を実現する蓄電システム

講師

  • 高橋 久
    静岡理工科大学 理工学部 電気電子工学科
    教授

主催

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