軽量・低損失を実現する走行中ワイヤレス給電用アルミニウムリッツ線コイルの開発
| Project/Area Number |
21K03998
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Shinshu University |
|---|
Principal Investigator |
卜 穎剛 信州大学, 工学部, 特任准教授 (70647940)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 光秀 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80793968)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
|
|---|
| Keywords | ワイヤレス給電コイル / 磁性コンポジット材料 / 磁性テープアルミリッツ線コイル / 銅リッツ線コイル / ワイヤレス給電 / 走行中ワイヤレス給電 / アルミニウムリッツ線コイル / 軽量低損失コイル |
|---|
| Outline of Research at the Start |
走行中ワイヤレス給電システムは、地面の送電コイルを高周波電源で駆動することで電磁界を発生し、車両側に搭載した受電コイルが電磁界を受けて電力を伝送する。送電コイルの導線内に発生する交流銅損を低減するために、銅リッツ線が使用されているが、製造コストが高く、コイルが重くなるため、実用化の障壁となっている。そこで、本研究は軽量・安価・高周波駆動時の低損失を並立可能とする『磁性テープ巻アルミニウムリッツ線コイル』を提案し，検証実験を行う。本研究の成果により、走行中ワイヤレス給電を実現するための基盤技術が開拓され，上記課題の解決を期待できる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は電気自動車のワイヤレス給電のアルミニウムリッツ線コイルを利用したワイヤレス給電の伝送効率低下に対して、磁性テープの装荷により効率向上と軽量化を目的としている。今年度は，新規製作した鉄系磁性コンポジット材料をもちいた磁性テープをアルミニウムリッツ線の表面に巻き付けることにより，効率の改善効果を確認した。
今年度の磁性テープは10μmのFe基アモルファス鉄粉と樹脂バインダーを混合したものをローラーの圧力で成形し，高充填率の72.5vol%を実現した。
周波数85kHzでの複素透磁率は13.4となり，想定値の10以上になった。
製作した磁性テープを線形0.21㎜，素線数168本のアルミニウムリッツ線の表面に巻き付け構造にした。この磁性テープ巻きアルミニウムリッツ線を用いて，小形電動車両に搭載できる外寸160㎜の受電コイルを製作し，実験用ワイヤレス給電システムを構築した。アルミニウムリッツ線受電コイルの抵抗は，磁性テープ適用により，81.3mΩから69.2mΩに低減した。伝送効率は89.8%から90.9%まで約1.1%を向上した。また，短距離で移動可能な実験用台車装置を構築し，走行可能なワイヤレス給電実験を行った。受電コイルが送電コイルから400㎜走行した位置で，磁性テープアルミニウムリッツ線コイルの効率が90.8%になり，磁性テープが実装したコイルの90.5%より約0.3%が向上した。さらに，磁性テープアルミニウムリッツ線コイルの質量は同じサイズの銅リッツ線コイルと比べ，309gから177gまで約43%の軽量化ができた。
これらの実験結果により，磁性テープが実装したアルミニウムリッツ線コイルが，電気自動車のワイヤレス給電システムにおいて，コイルの給電効率の向上および軽量化が実証された。
|
Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
