多入力多出力制御手法の適用による3 相2 重巻線モータ向け電流制御の高性能化

摘要

近年、地球温暖化の観点からCO2 削減の必要性を世界各国政府・NPO が要請しており、2020 年の各国のカーボンニュートラル宣言に端を発し、自動車業界においてはこれまで以上にBEV やHEV といった電動車を普及させる必要がある。また、市場におけるBEV やHEV の占有率は年々上昇しており、小型車から大型車まで広く普及してきている。そのような市場背景も伴い、近年電動車の主駆動原となるモータの高出力密度化の必要性が高まっている。モータの高出力密度化の一方策として、多相化・多重巻線化が挙げられる。多重巻線モータは1 つのステータに複数組の巻線を有し、複数の3 相インバータで各巻線組に通電し駆動される。特に2 重巻線モータは車両の音振性能に直結するトルクリプルに対して、2 つの巻線組の位相をずらして配置することで特定の次数のトルクリプルが低減可能という特徴がある。しかし、このトルクリプルはモータ出力端では低減されるが、各巻線組における電流においては構造起因の磁気干渉によって高調波電流として現れるため、電流制御の応答性と安定性の両立が困難となる課題がある。本課題に対して、車両の音振性能を改善しつつ、従来の3 相モータと比較して同等以上の電流応答性と制御安定性を両立することが重要となる。