オンボードチャージャーの高電力密度化技術を開発――電力密度3.8kW/Lを達成 日立金属とフラウンホーファーIISB

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試作したOBC 単相3.6 kW(左)、三相11 kW(右)

日立金属は2019年4月16日、同社グローバル技術革新センターと独フラウンホーファーIISB(集積システム・デバイス技術研究所)が共同で、電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)に搭載されるオンボードチャージャー(OBC)の高電力密度化技術の開発に成功したと発表した。

OBCは、交流電圧を直流電圧に変換し、EVやPHEVのバッテリーに充電するためのAC/DCコンバータだ。OBCは、EVやPHEVのバッテリーに短時間で充電するために高出力であることに加えて、車内を広く保つために小型であることも要求される。しかし、OBCの高出力化と小型化はトレードオフの関係にあり、その両立が課題となっている。

今回試作したOBCは、日立金属の軟磁性部材とフラウンホーファーIISBの回路技術を用いることで、高出力化と小型化を両立したものだ。入出力のノイズフィルタ部にはナノ結晶合金ファインメット「FT-3K50T」を用いたコモンモードチョークコイル、整流・力率改善回路部にはアモルファスパウダーコア「HLM50」を用いたチョークコイル、DC/DCコンバータ部には低損失ソフトフェライトコア「ML29D」を用いた共振インダクタ一体型絶縁トランスを採用。試作品が、世界最高レベルの高電力密度3.8kW/Lで動作することを確認した。

また、3台並列接続による3相入力11kWでの正常な動作も実証した。さらに、複数台並列動作により単相および3相AC入力に対応でき、最大6台の並列接続運転により22kWの出力が可能な設計となっている。このようにフレキシビリティーを持たせることで、OBCの設計時間とコストの大幅な削減が期待できる。

今後は共同研究で得られたデータを用いて、実機への適用を目指すという。

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