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コンバータです。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が求められるとともに、車内を広く保つために小型であることも求められます。一方、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ます。
こうした中、日立金属とフラウンホーファーIISBは、高出力化と小型化を両立したOBCを試作し、高電力密度化技術の開発に成功しました。

このたび試作した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させたものです。具体的には、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を、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を、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しています。出力密度3.8 kW/Lと世界最高レベルの高電力密度を確認したことに加え、3台並列接続による3相入力11 kWでの正常動作も確認しています。さらに、複数台並列動作させることで単相および3相AC入力に対応でき、最大6台並列により22 kWの出力まで可能な設計となっています。
このような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も期待できます。

今回の共同研究開発の成果を受け、GRITの井上 謙一センター長は、「長年、課題とされていたOBCの高出力化と小型化の両立に光明が得られたことは非常に喜ばしい。また、日立金属が持つ特長ある軟磁性部材の優位性を示すものでもある。xEV^※6の進化に向け、日立金属の軟磁性部材の新たな適用方法を提案していきたい。」と述べています。

また、フラウンホーファーIISBオートモーティブ・エレクトロニクス部門部長のベルント・エッカードは、「GRITの最新型の軟磁性部材を用いることで、モジュール化された超小型・高効率のOBCを実現することができた。今回開発された高集積メカトロニクス設計により、出力を簡単に3.6 kW から最大22 kWにまで上げることができる。」と述べています。

今後、本共同研究で得られたデータをお客様と共有し、実機への適用をめざします。
なお、4 月17 日（水）から19 日（金）まで幕張メッセで開催される「TECHNO-FRONTIER 2019」（日立金属ブース№：4E-19）と、5月7日（火）から9日（木）までExhibition Centre Nuremburgで開催される「PCIM Europe」（日立金属ブース№：7.306.／フラウンホーファーIISBブース№：6.438.）にて、試作したOBCをご覧いただけます。