デュアルアクティブブリッジモデリングとパフォーマンス

電気自動車(EV)のバッテリー充電器は、交通機関の電動化において不可欠な要素であり、その重要性はますます高まっています。制御ソフトウェアのハードウェア・イン・ザ・ループ(HIL)テストは、パワーエレクトロニクス機器の開発において、広く知られているメリットをもたらします。オンボード充電器(OBC)とDC急速充電器(DCFC)はどちらも2段式パワーエレクトロニクスコンバータであり、グリッド側入力のAC-DCコンバータと、バッテリーに接続する絶縁型DC-DCコンバータで構成されています。リアルタイムシミュレーションにおいて、DC-DCコンバータは2つの非常に重要な側面を備えています。

  • コンバータのサイズと重量を減らすために、非常に高いスイッチング周波数が通常使用されます。
  • 絶縁変圧器に関連する波形の基本高調波は、グリッド主電源周波数(50/60 Hz)で電力伝送を実行するグリッド接続コンバータとは対照的に、スイッチング周波数に等しい。

したがって、リアルタイムシミュレーションにおける最大の課題は、コンバータのDC-DC段のシミュレーション能力です。シミュレーションの忠実度を評価するために、複数のパラメータを考慮する必要があります。

  • シミュレーション時間ステップ
  • デジタル入力サンプルレート
  • スイッチモデルタイプとスイッチング動作を処理する追加のアルゴリズム

シミュレーションパラメータとアルゴリズムのすべてを理解するのは困難で、時間がかかります。モデルのあらゆる側面を完全に理解していても、コンバータモデルは特定の動作点では極めて高い忠実度を示しても、他の動作点では満足のいく結果が得られない場合があります。最終的に、シミュレーションの忠実度を真に測るには、コントローラハードウェアインザループ(C-HIL)と呼ばれる現実的な外部コントローラと組み合わせてモデルを実行する必要があります。

このホワイトペーパーでは、Typhoon HILツールチェーンにおけるデュアルアクティブブリッジ(DAB)コンバータのモデリング方法について、詳細かつ徹底的な解説を行います。シミュレーションデータは、外部接続されたコントローラを用いたリアルタイムシミュレーションによって取得されます。詳細なシミュレーション結果を提供することで、 「DABコンバータをリアルタイムでシミュレーションする場合の最高スイッチング周波数は?」という究極の問いに答えます。