Energy-saving optimal trajectories for Electric Vehicles drive considering the load characteristics

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K04091
• 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: Doshisha University
• Principal Investigator: Kaoru Inoue 同志社大学, 理工学部, 教授 (60343662)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 利次 同志社大学, 理工学部, 教授 (40148375)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 最適軌道設計 / 電動車両 / 電動機駆動システム / 省エネルギー

Outline of Final Research Achievements

In order to drive the electric vehicles using motors (automobiles, trains, automatic guided vehicles, etc.) efficiently, the energy loss should be minimized during its operation. In this study, a design methodology of the optimal trajectories of torque, rotating speed and so on to minimize the energy loss when the operation time, rotating speed, and rotational angle are given as drive conditions in consideration of load characteristics. In addition, optimal trajectories are designed considering the characteristics that vary depending on operating points, such as damping characteristics and motor iron loss characteristics. The effectiveness of the proposed method are illustrated by means of experiments and simulations.

Free Research Field

パワーエレクトロニクス，モータードライブ，制御工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

モータはその発生するトルクにより機械的要素（負荷）を駆動し仕事をする物であるため，電気的要素だけでなく機械的要素の特性も加味した動的なダイナミクスに基づいて省エネルギー化を図る必要がある。電動車両の駆動では，走行抵抗や動作点により変化する各種特性が存在するため，実用的にはこれらを考慮した軌道の導出が必要となる。本研究では，これらの特性をどのように考慮すれば駆動条件を満たしつつ省エネルギーな軌道が導出できるか，という実用的かつ学術的な問題に対して，三次元マップとGAなどの進化的手法，変分法などの解析的手法を用いることにより，電気系と機械系の両方の特性を加味した汎用的な設計法を検討している。