高電圧/大容量インバータ評価

インバータ評価

近年BEVやPHEVなどのパワートレインに使用されるインバータは、高電圧化・大容量化が進んでいます。

ここでは、力行・回生が繰り返されるインバータに対してのソリューションをご案内いたします。

インバータ評価
双方向直流電源PXBシリーズ

EVに搭載されるインバータは、モータを制御する上でバッテリから電力をモータに供給するだけでなく、モータからの回生電力をバッテリに充電します。ですが、インバータの評価をする上で、実際のバッテリを使用しての定量的評価は容易ではありません。なぜなら、バッテリは充電放電を繰り返すことにより状態が変わるためです。そこで、バッテリの代わりに双方向大容量直流電源「PXBシリーズ」がおすすめです。

PXBシリーズは、高電圧・大容量化するインバータなどの電装品を想定し、電圧は1500Vまで、電力は標準で200kWまで対応します。(200kW以上は特注で対応可)また、容量性負荷の大容量化も考慮し、たとえ数mFが繋がっていても安定した波形を出力します。 加えて、PXBシリーズに回生される電力は、一次側にAC回生されるため、電力の再利用が可能です。消費電力を抑え、カーボンニュートラルに貢献する製品となっています。

 
力行・回生が繰り返されるインバータPXBシリーズTOS9300シリーズPCR-WEAシリーズ

PXBシリーズの特長

  • 選べる電圧、50V、500V、1000V、1500Vのラインナップを用意
  • 小型&大容量:1台で容量20kW。高さ3U(132mm)のコンパクトサイズ。並列接続で、200kWまで拡張可能(200kW以上は特注で対応可)
  • 容量性負荷に強い:数mFの容量が繋がっても安定した出力
  • 高速応答:CV立上り10ms、CC立上り5ms
  • 入力電圧は3相200V/400Vを選択可能。入力電圧によらず20kWをフル出力
  • シーケンス搭載:ISO21498-2などの高圧電源変動試験にも対応
 

高電圧・大容量化への対応

EV車に搭載されるバッテリは従来の12Vと比べて、遥かに高電圧です。現在は400Vあたりが多く、今後800V〜1000Vと更なる高電圧化が予想されます。車種により異なりますが、モータも大容量化が進んでいます。50kWから300kWと幅広くなっています。

当社ではPXBシリーズの他、PCR-WEA/WEA2シリーズ、PAT-Tシリーズ、PHP-Tシリーズなど、高電圧大容量に対応可能な電源を各種取り揃えています。

高電圧・大容量化への対応

DCDCコンバータ評価

DCDCコンバータ評価PXBシリーズPXBシリーズ

DCDCコンバータに要求される電圧は目的・用途によって様々です。評価には、適切な入力電圧と変換後の電圧に対応した、負荷設備が欠かせません。 また、双方向型のDCDCコンバータの場合には、電力の力行・回生が頻繁に行われます。このような場合には、双方向電源を使用するのがオススメです。

DCDCコンバータ評価には、キクスイの電源・電子負荷が最適!

双方向DCDCコンバータ評価には

  • 双方向大容量直流電源が最適!
    • 選べる電圧、50V、500V、1000V、1500Vのラインナップを用意
    • 小型&大容量:1台で容量20kW。高さ3U(132mm)のコンパクトサイズ。並列接続で、 200kW まで拡張可能(200kW以上は特注で対応可)
    • 力行も回生も1台で実現可能。
  • 長時間エージング試験:PXBシリーズでエネルギーを一次側に回生。回生効率90%で、消費電力を大幅に低減。もちろん電気料金のコストもダウン。[Ecology & Economy]

単方向DCDCコンバータ評価のポイント

  • DCDCコンバータの入力動作範囲確認
    • 多様な電圧ラインナップ「PAT-Tシリーズ」から選択(250/350/500/650/750/850/1000/1500V)
  • DCDCコンバータの負荷急変時の挙動確認
    • 高速・高電圧・大容量のPLZ-5WH2シリーズで急峻な電流を再現(最高1000V・20A/μs)
菊水の電子負荷PLZ-5WH2シリーズPAT-Tシリーズ

リップル重畳試験

リップル重畳試験では、ベースとなるバッテリ電圧に交流のリップル電圧を重畳させます。 交流電圧を重畳するためには、適切な周波数特性を持つバイポーラ電源に加えて、十分な周波数帯域をもったトランスが必要となります。 また、試験負荷によっては、大容量のコンデンサを搭載している場合も多く、重畳源にも大きな電流が要求され場合も多くあります。

リップル重畳試験
 

下のブロック図は、リップル重畳試験の実験となっています。試験負荷の代わりに電子負荷装置PLZ-5WH2を使用しています。 バッテリ模擬には双方向大容量直流電源PXBシリーズを、重畳源として最高150kHzの出力が可能なバイポーラ電源、PBZシリーズを使用しています。 この実験では、1kHz~10kHz近辺で重畳源に大電流が要求されることを想定し、100Aタイプを選定しています。

リップル重畳試験PBZシリーズPXBシリーズPLZ-5WH2シリーズ
波形
  • 高電圧/大電力DC出力: ~1500V/200kW
  • 高周波/高リップル電圧: 10Hz~150kHz/~40V
  • 規格試験対応:ISO21498-2
 

このページで登場した菊水製品

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