H-bike用ハイブリッド電源システムのシミュレーション開発

カテゴリ: 部門大会

論文No: P89

グループ名: 【B】令和6年電気学会電力・エネルギー部門大会

発行日: 2024/08/23

タイトル(英語): Simulation Development of Hybrid Power Supply System for H-bike

著者名: 隅田雅巳（東京理科大学），本田光哉（東京理科大学），原野航希（東京理科大学），江澤朋哉（東京理科大学），片山昇（東京理科大学），堂脇清志（東京理科大学）

著者名(英語): Masami Sumita (Tokyo University of Science), Koya Honda (Tokyo University of Science), Koki Harano (Tokyo University of Science), Tomoya Ezawa (Tokyo University of Science), Noboru Katayama (Tokyo University of Science), Kiyoshi Dowaki (Tokyo University of Science)

キーワード: 水素吸蔵合金|燃料電池|電力マネジメント|metal hydride|fuel cell|power management

要約(日本語): 水素と燃料電池（FC）は、モビリティへの応用が盛んである。我々は、体積エネルギー密度・貯蔵圧で高圧ガスに有利となる水素吸蔵合金（MH）を水素キャリアとした、燃料電池電動アシスト自転車（H-bike）の開発に取り組んでいる。現在のH-bikeには、低出力時のFC効率の低下、高負荷時のMH放出水素圧力の低下などの課題が存在している。課題解決のため、補助電源を搭載したハイブリッド電源システムを提案しており、本研究では回路構成や制御方法を検討するためのシミュレーションをPSIM上で構築した。FCは電圧源と抵抗で、FCコントローラ及び負荷は電流源で、リチウムイオン電池（LiB）はPSIM上のモデルでモデル化を行った。FC側降圧チョッパがFC出力をPI制御にて管理し、双方向チョッパがPI制御にて負荷電圧を維持し、FCコントローラ側降圧チョッパがPI+D制御にて出力電圧を維持する。シミュレーションでは、負荷電流に関わらず負荷電圧とFCコントローラ電圧が目標値付近を維持すること、FC出力が目標値付近に制御されること、LiBが負荷変動を吸収することが確認できた。

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