ハイブリッド自動車用小型高効率フライホイールエネルギー貯蔵装置の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555077
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 高橋 勲 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (10016602)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安東 至 秋田工業高等専門学校, 助教授 (20212665) ; 斎藤 和夫 長岡技術科学大学, 工学部, 教務職員 (10143827) ; 野口 敏彦 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (10237828) ; 長田 雅裕 サワフジ電気株式会社, 第一事業本部, 開発部長(研究職)
• Keywords: 電気自動車 / 高効率電動発電機 / フライホイール / エネルギー貯蔵 / 省エネルギー / 高効率インバータ

Research Abstract

0.3MJ、8kW 30000rpmの電気自動車用フライホイールに関して本年度の開発予定は、97%の効率の電動発電機の設計と試作、98%の効率を持つ電力変換器の試作、ハイブリッド磁気軸受の試作試験、それらを組み合わせた全システムの試験までである。
本年度得られた結果は、
(1) 試作し30000rpmまで回転させた結果、ベアリングが破損した。2重ベアリングのため機械共振点があったようである。セラミック1重ベアリングに代え現在20000rpmで実験を行なっている。
(2)インバータ/コンバータは120Vと予定より低電圧を使用しなくてはならず、静電誘導トランジスタを使用し改善した結果、効率98.1%が得られた。電動発電機は本体で機械損を無視すれば97%以上の効率が予定通り得られている。しかし、ベアリング損が予定より大きく、10000rpmよりのフリーラン状態で40分しか回転し続けない。
(3)エネルギー放出、貯蔵効率は低速の実験で65%が達成されているが、満足する値ではなく80%以上の効率を目指す。リード線(約15m)を短くし,加速・減速時間等考慮すれば達成できるのではないかと思われる。
一応、電動発電機、インバータ/コンバータの効率、磁気軸受の特性は所定の目標は達成されており、基礎データを取れる範囲までが本年度の目的であったから十分達成されている。しかし、入力電圧を直流120Vとしたので、出力は6kW程度に減少し、かつ効率の悪化も懸念される。

Research Products

• [Publications] 斎藤和夫、蘇 俊雄 森本 聡、高橋 勲: "電気自動車「NEV-III」の基本システム"電気自動車研究会、研究発表全国大会概要集. 155-156 (1999)
• [Publications] 蘇 俊雄、斎藤和夫、森本 聡、高橋 勲: "電気自動車「NEV-III」の運転特性"電気自動車研究会、研究発表全国大会概要集. 157-158 (1999)
• [Publications] 斎藤和夫、蘇 俊雄 森本 聡、高橋 勲: "3輪電気自動車「NEV-III」の制御と運転特性"電気学会、産業応用部門大会講演論文集. 281-284 (1999)
• [Publications] 関本守満、高橋 勲: "擬似電流形PWMインバータによるPMモータの駆動"電気関係学会、北陸支部連合大会講演論文集. 38 (1999)
• [Publications] 関本守満、高橋 勲: "SITを用いた擬似電流形インバータの高効率化"電気学会、全国大会講演論文集. (2000)
• [Publications] K.Saito,S.Morimoto,I.Takahashi: "Development of 3W-1D Electric Vehicle Using Servo-Steering and Wheel-in-Motor Drive"The conference proceedings of IPEC-Tokyo 2000. (2000)
• [Publications] 高橋 勲(委員長)、他: "電気自動車の最新技術"電気学会(電気自動車駆動システム調査専門委員会)編、オーム社. 232 (1999)