2020 Fiscal Year Research-status Report
Extending the cruising distance of fuel cell vehicles by active motor-generator loss control
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19K04335
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
加藤 修平 日本大学, 生産工学部, 講師 (40802294)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 水素燃料電池自動車 / 電気自動車 / 永久磁石同期モータ / バッテリーマネージメント / ハイブリッド自動車 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は開発が期待されている水素を燃料とした水素燃料電池自動車の大きな課題の１つである航続距離（１回の水素充填で走れる距離）を５０％増とするブレークスルーを目指している。この目標は電動発電機の損失を積極的に制御する提案法により水素燃料電池自動車の部品点数を減らし、削減したスペースへ追加の水素燃料を搭載することで達成を目指している。
研究計画に基づき（１）理論値計算に必要な電動発電機定数測定、（２）制御用マイコンへの提案ソフト実装、（３）理論値に基づくゼロ発電実験、（４）ベクトル角度必要分解能明確化、については２０１９年度に実施し下記の知見を得た。
（１）（２）については要求ブレーキトルク設定値を用いてゼロ発電の電流進角を計算する提案ソフトウェアを実装した。（３）については定格２０００ＶＡの永久磁石同期電動発電機（定格６０００ｒｐｍ）を用いてゼロ発電（直流側への発電がゼロワット）が達成できた。（４）については（３）で述べた永久磁石同期電動発電機に実装した回転角度検出器の精度は約１．３９度（電気角度で３６０度あたり４逓倍済５００パルス）まで低下させてもゼロ発電の精度に影響がないという指針を得た。
研究計画に基づき２０２０年度は温度上昇の（５）損失の明確化、（６）温度上昇実測による実用性検証、の一部を実施した。電動発電機の損失内訳、インバータ損失を分析しゼロ発電を達成するためのそれぞれの箇所での損失を明確化した。しかし、温度上昇の実測は未実施である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
提案法の温度上昇に実験検証についてはやや遅れている。これは箱根峠にて計測した要求ブレーキトルク時系列変化のデータを実験室レベルのミニモデルへのスケーリング（変換）する必要があり、これらの検討のため課題遂行が遅れている。また、電動発電機の温度上昇計測点についても今後の課題の１つとする。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に基づき電動発電機の温度上昇測定、その他の緊急ブレーキ安全装置への転用（風力発電機過回転防止など）について研究する予定である。
また、電動発電機の損失分析や温度上昇に関し磁場解析や鉄損に高度な専門性を有する研究分担者を追加することにより研究課題を加速させる。
さらに、提案法は比較的高い直流電圧を必要とする課題があるため、これらの抑制手法についても今後の研究計画に加える。具体的には電流指令値に変動成分を追加することにより低い電流指令値でありながら変動成分により損失を積極的に制御し、ゼロ発電の達成を目指す。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は研究協力者の高精度計測機器、バッテリー模擬電源、駆動用電動発電機の利用により物品費を格段に削減できたためである。使用計画は研究計画に基づき電動発電機の精密な温度計測等に使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
