2017 Fiscal Year Research-status Report

磁界共振結合型無線電力伝送における動的な人体防護方式に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16K06335
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	川原圭博東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (80401248)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	浅見徹東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (00436560) [Withdrawn] 成末義哲東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70804772)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	無線電力伝送 / EMC
Outline of Annual Research Achievements	無線電力伝送における動的な人体防護方式を目的とし、磁界共振結合型無線電力伝送における電磁界強度の制御の問題に取り組んでいる。これまで共振器から生じる磁界分布がループ電流の足し合わせで近似できることを手がかりとし、各種共振器の設計を実現して来た。昨年度は漏洩電磁界が受電機器の負荷インピーダンスに依存して変化することを利用し、負荷インピーダンスを送電効率が最大となる時の値から変化させることで、送電効率の低下を許容範囲に抑えながらも、漏洩電磁界を低減させることができる手法を提案した。本年度は、送受電器間における電流の振幅および位相差が負荷インピーダンスに強く依存することを用い，既存の磁界強度抑制手法と同時適用可能な磁界強度抑制手法を提案した。負荷インピーダンスを用いることで，送受電器間における電流の位相差を拡大し，送電器が作り出す磁界と受電器が作り出す磁界とを一部打ち消す点がユニークであり、進歩した点となる。本手法はシステムに組込むシールドやコイルの物理構造を前提としないため，既存の磁界強度抑制手法と同時適用可能であり，さらなる磁界強度低減効果が期待できる。理論式導出の際には，無線電力伝送システム内に蓄えられる磁気エネルギーが磁界強度と正の相関関係にあることに着目し，磁気エネルギー最小化問題を解くことで磁界強度抑制のための負荷インピーダンスを求める。電気自動車への無線給電を想定した電磁界シミュレーションにより，結合係数0.35 の場合に最大で15%程度の磁界強度低減が可能であること，電力効率の低下は電力効率を最大化した場合と比較して0.1%程度に留まることを明らかにし，その一方で，磁界強度は全体が均一に低減するのではなく特に送受電コイルに挟まれた空間で顕著であることを示した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画通り進行しており順調である。
Strategy for Future Research Activity	最終年度となることを鑑み、実用化に向けた研究開発を行っていく。また、国際会議やジャーナルなどで研究成果を発表して行く。