2013 Fiscal Year Research-status Report
磁界共振結合を用いたセンシング・無線電力伝送の同時実現に関する研究
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25870748
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
中村 壮亮 中央大学, 理工学部, 助教 (20634695)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 高効率無線充電システム |
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| Research Abstract |
安全な無線電力伝送の中でも、磁界共振結合を用いた無線充電に関しては、理想的に広いエアギャップ・高い最高伝送効率を実現できるため、盛んに研究が進められている。しかし、このような理想的な無線充電を行うためには、システム的に様々な工夫が必要である。中でも、充電対象が伝送レンジに存在するか否かを判断した上で伝送有無を決定する機構は不可欠であり、そのための充電対象の位置・姿勢センシングが必須である。本研究は、無線充電の機構をうまく転用することでほぼ同構成でセンシングをも実現する手法に関するものであり、これまでに行ってきた基礎的な距離・位置センシングの知見を発展させ、姿勢センシング、大規模化、同時実現時の弊害への対応といった実用的な様々な課題に取り組むものである。これらをまとめると、(1)姿勢センシング手法の開発(2)大規模化手法の開発(3)センシングと無線電力伝送の同時実現手法、に関する研究課題に取り組むことである。
(1)に関しては、姿勢センシングに十分な自由度(最低6自由度)を確保するには現状アンテナのQ値では困難であることが判明したため、充電対象側のアンテナでの消費電力を計測し、それに応じた同位相の電力を非接触注入することでQ値を電子的に制御可能な新たなアンテナ構成を提案し、一対のアンテナ間のセンシングレンジの拡大を実現した。今後は、これを用いて多くの周辺送信アンテナ間との磁界結合度の測定(自由度が増えたことに相当)に基づく姿勢センシング手法を確立する。
(2)に関しては、大規模化の手法として送信アンテナへの引き出し線を低減した構成による中継方式のセンシングを提案し、位置センシングによってその有効性を検証した。
(3)に関しては、同時実現時の電力伝送における発熱による素子定数の変化がセンシング時に悪影響を及ぼすことを突き止めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初掲げた(1)～(3)の課題に関して、(2)は既に位置センシングの実証まで進んでおり、(1)・(3)に関しても新たに発生した問題の解決方法を特定し、(1)に関してはその基礎検証まで実施しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題(1)に関しては、新たに提案したQ値制御型アンテナの設計論を確立し、最終目的である姿勢センシングの実現まで妥協なく迅速に進める。また、(3)に関しては、熱問題を抑制できるが高価・大型な真空コンデンサを用いた系との比較実験によって、安価・簡易構成で同等の伝送性能を有するシステムの実現が可能であることを実証する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
物品の価格変更や購入不用品の発生があったため、僅かながら見積もりとの乖離が生じた。
機器破損などの不測の事態も見越したスペア品の購入などにおいて有効利用する。
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