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走行中ワイヤレス給電のロバスト化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H02123
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関東京理科大学 (2020-2021)
東京大学 (2019)

研究代表者

堀 洋一  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 教授 (50165578)

研究分担者 畑 勝裕  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (70837294)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード電気自動車 / ワイヤレス給電 / 走行中給電 / インフラ構築 / ロバスト性 / 電力制御 / ロバスト制御
研究開始時の研究の概要

本研究は「走行中ワイヤレス給電のロバスト化に関する研究」と題し,走行中の電気自動車(EV)に非接触で直接エネルギー供給を行うインフラ構築を念頭に置き,諸種のパラメータ変動に強いシステムを実現するために必要な基盤技術に的を絞る。
これまでに検討してきた「基礎研究」をもとにしながら,「インフラ構築に適する」という明確な視点を付加し,実用性を強く意識した研究開発を行う。走行中ワイヤレス給電方式はさまざまな可能性があるが,ハードウェア構成と制御系の工夫によって,いかに現実的なシステムを構築できるかを検討する。これらを実証するために,柏キャンパス内のテストベンチやEV実験走行路で実機実験を行う計画である。

研究成果の概要

本研究は走行中の電気自動車に非接触で直接エネルギー供給を行うインフラ構築を念頭に置き,諸種のパラメータ変動に強いシステムを実現するために必要な基盤技術の開発を目的とし,走行中ワイヤレス給電のロバスト化に関する研究開発に取り組んだ。
具体的な研究項目として, 1. パラメータ変動による特性変化の解析,2. パラメータ変動に強いシステム設計,3. 外乱や変動を考慮したロバスト制御,の3つに注力し,実用性を強く意識した研究開発を行った。また,道路インフラや太陽光発電システムなどの関連技術との連携・融合を目指したシステム構築ならびに実機実験を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,インフラ構築を念頭に置き,実用性を強く意識することで,走行中ワイヤレス給電という大規模なシステムを安価に,そして大量に導入するために必要な基盤技術の研究開発に取り組んだ。特に,磁界共振結合方式の改良を基本としながら,ハードウェア構成と制御系の工夫によって各部品の製造誤差や環境変化による影響を抑え込み,現実的なシステムを構築するための設計方法を数多く検討した。
これらの成果は多くの学会や論文等で発表することで情報発信に取り組んだほか,学会等の委員会や見学会などで東京理科大学野田キャンパスの走行中ワイヤレス給電設備を有識者らに示し,今後の発展につながる活発な議論を行った。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 20件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Cars and Energy in the Future ‘Paradigm Shift to Motor/Capacitor/Wireless’2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Hori
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: Vol. 17, No. 3 号: 3 ページ: 318-324

    • DOI

      10.1002/tee.23528

    • NAID

      40022020724

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wireless Power Transfer System Design with Power Management Strategy Control for Lunar Rover2020

    • 著者名/発表者名
      Bingcheng Ji Katsuhiro Hata Takehiro Imura Yoichi Hori Shuhei Shimada Osamu Kawasaki
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 9 号: 4 ページ: 392-400

    • DOI

      10.1541/ieejjia.9.392

    • NAID

      130007868253

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2020-07-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 走行中ワイヤレス給電システムにおける送電側電流包絡線モデルに基づく過渡応答制御2020

    • 著者名/発表者名
      時田圭一郎 畑勝裕 居村岳広 藤本博志 堀洋一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 140 号: 5 ページ: 356-363

    • DOI

      10.1541/ieejias.140.356

    • NAID

      130007839325

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 年月日
      2020-05-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 走行中ワイヤレス給電に向けたコンデンサレスかつフェライトレス85kHz自己共振コイルの低抵抗化2019

    • 著者名/発表者名
      高橋芳明, 畑勝裕, 居村岳広, 藤本博志, 堀洋一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 139 号: 8 ページ: 734-742

    • DOI

      10.1541/ieejias.139.734

    • NAID

      130007686782

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 年月日
      2019-08-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Proposal of Coil Embedment Method by Pouring Resin Materials for Dynamic Wireless Power Transfer2022

    • 著者名/発表者名
      Koki Hanawa, Takehiro Imura, Nagato Abe, Yoichi Hori
    • 学会等名
      IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power (WPW 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走行中ワイヤレス電力伝送におけるI型キャンセルコイルを用いた遠方漏洩磁界抑制2022

    • 著者名/発表者名
      明石晃槻,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] コイル間のクロスカップリングを考慮した複数ワイヤレス給電における電力及び効率改善2022

    • 著者名/発表者名
      池田圭一,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁界結合方式を用いたワイヤレス電力伝送の並列共振回路におけるショートモードの可能性に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤橘花,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] グリッド接続した太陽光発電と走行中ワイヤレス給電の融合に関する基礎実験2022

    • 著者名/発表者名
      浦野翔伍,杉崎正通,佐々木寛太,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電気学会電力技術/電力系統技術/半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ワイヤレス電力伝送におけるLCL-S回路による一次側入力電流の変化を用いたSOC推定の基礎研究2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤悠介,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電気学会電力技術/電力系統技術/半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大型車に対する走行中ワイヤレス給電における受電コイル間距離に関する基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      川上貴大,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電気学会電力技術/電力系統技術/半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 太陽電池を電源とした走行中ワイヤレス給電システムの提案2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木寛太,杉崎正通,浦野翔伍,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電気学会電力技術/電力系統技術/半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ワイヤレス電力伝送におけるジャイレータ特性を用いた受電側のみでの補正による出力電力安定化法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      大内悠生,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電気学会電力技術/電力系統技術/半導体電力変換合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 移動体を対象とした結合型ワイヤレス給電技術2022

    • 著者名/発表者名
      畑勝裕
    • 学会等名
      宇宙科学研究所宇宙エネルギーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 太陽電池を組み合わせたオフグリッドにおける走行中ワイヤレス給電の基本システムに関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      杉崎正通,浦野翔伍,佐々木寛太,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      自動車技術会2022年春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 走行中給電におけるDouble-LCCを用いた受電側での最大効率制御2022

    • 著者名/発表者名
      池田高崇,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 送受電コイルのサイズ差が大きなシステムにおいて電波防護指針以下でワイヤレス電力伝送する際に最適な周波数2022

    • 著者名/発表者名
      並木紘乃,居村岳広,堀 洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Efficiency Maximization of Wireless Power Transfer Systems with Resonance Frequency Mismatch2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Hata
    • 学会等名
      International Electric Vehicle Technology Conference (EVTeC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultimate Car System in 100 Years -Concept of Motor/Capacitor/Wireless-2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Hori
    • 学会等名
      International Conference of Wireless Power Transfer (ICWPT 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Motion Control of EV and Paradigm Shift to Motor/Capacitor/Wireless2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Hori
    • 学会等名
      International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design Method of Coils for Dynamic Wireless Power Transfer Considering Average Transmission Power and Installation Rate2021

    • 著者名/発表者名
      Yuto Yamada, Kanta Sasaki, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • 学会等名
      IEEE Southern Power Electronics Conference (SPEC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EV用走行中ワイヤレス給電のシステム構築について2021

    • 著者名/発表者名
      畑勝裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送/電子通信エネルギー技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Motion Control of EV and Paradigm Shift to Motor/Capacitor/Wireless2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Hori
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mechatronics (ICM 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optimal Transient Control of In-Motion Wireless Power Transfer for Receiving Energy Maximization Using Envelope Model2021

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Tokita, Sakahisa Nagai, Toshiyuki Fujita, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Giuseppe Guidi
    • 学会等名
      IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気自動車の走行中無線給電における金属異物の発熱量の基礎研究2021

    • 著者名/発表者名
      出口裕也,永井栄寿,藤田稔之,藤本博志,堀 洋一
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換/モータドライブ合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Feedforward Transient Control under Varying Coupling Condition for In-motion Wireless Power Transfer using Envelope Model2020

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Tokita, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      IEEE MTT-S Wireless Power Transfer Conference (WPTC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensorless Vehicle Detection Using Vehicle Side Voltage Pulses for In-motion WPT2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Shirasaki, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies Wireless Power (WoW 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気自動車の走行中ワイヤレス給電における制御設計とシステム構築2020

    • 著者名/発表者名
      畑勝裕
    • 学会等名
      2020 Microwave Workshops & Exhibition (MWE 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Comparative Research on PV Powered Lunar Rover Wireless Power Transfer System MPPT Control with Sweep and Metaheuristic Methods2020

    • 著者名/発表者名
      Bingcheng Ji, Mingyang Chen, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori, Sayuri Honda, Shuuhei Shimada, Osamu Kawasaki
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparative Study on Converter Position for Lunar Rover Wireless Power Transfer System with PV MPPT Control2019

    • 著者名/発表者名
      Bingcheng Ji, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori, Sayuri Honda, Shuuhei Shimada, Osamu Kawasaki
    • 学会等名
      AWPT2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pareto Optimization of Power and Efficiency for Lunar Rover Wireless Power Transfer System with Multi-layer Insulation2019

    • 著者名/発表者名
      Mingyang Chen, Bingcheng Ji, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori Sayuri Honda, Shuhei Shimada and Osamu Kawasaki
    • 学会等名
      AWPT2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensorless Vehicle Detection Using Voltage Pulses with Envelope Model for In-motion Wireless Power Transfer System2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Tokita, Katsuhiro Hata, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      IECON2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensorless Automatic Stop Control of Electric Vehicle in Semi-dynamic Wireless Charging System with Two Transmiter Coils2019

    • 著者名/発表者名
      Jirawat Sithinamsuwan, Katsuhiro Hata, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      IECON2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Resonance Frequency Mismatch for Transmission Power in Wireless Power Transfer System2019

    • 著者名/発表者名
      Helanka Weerasekara, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      VPPC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Tire on Wireless Power Transfer from Road to Electric Vehicle2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Utsu, Katsuhiro Hata, Osamu Shimizu, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori,Keizo Akutagawa, Daisuke Gunji
    • 学会等名
      IRC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charging Infrastructure Design for In-motion WPT Based on Sensorless Vehicle Detection System2019

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Daisuke Gunji
    • 学会等名
      WoW2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPPT Control for PV based Wireless Power Transfer System in Lunar Rover by Secondary Side Converter2019

    • 著者名/発表者名
      Bingcheng Ji, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori, Shuuhei Shimada, Osamu Kawasaki
    • 学会等名
      WoW2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupling Coefficient Estimation for Wireless Power Transfer System at Constant Input Power Operation2019

    • 著者名/発表者名
      Haruko Nawada, Yoshiaki Takahashi, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      WoW2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficiency Maximization in Wireless Power Transfer Systems for Resonance Frequency Mismatch2019

    • 著者名/発表者名
      Helanka Weerasekara, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      WoW2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensorless Automatic Stop Control of Electric Vehicle in Semi-dynamic Wireless Charging System2019

    • 著者名/発表者名
      Jirawat Sithinamsuwan, Kensuke Hanajiri, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      WoW2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PV MPPT Control under Partial Shading Conditions in Lunar Rover Wireless Power Transfer System2019

    • 著者名/発表者名
      Bingcheng Ji, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori, Sayuri Honda, Shuuhei Shimada, Osamu Kawasaki
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Frequency Optimization of Lunar Rover Wireless Power Transfer System with Multi-layer Insulation2019

    • 著者名/発表者名
      Mingyang Chen, Bingcheng Ji, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Shuhei Shimada, Sayuri Honda, Osamu Kawasaki
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 走行中ワイヤレス給電システムにおける包絡線モデリングとフィードフォワード制御による電流過渡特性改善に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      時田圭一郎, 畑勝裕, 藤本博志, 堀洋一, 居村岳広
    • 学会等名
      2019年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェライトレスかつコンデンサレスコイルを用いた走行中給電システムのコイル性能と舗装耐久性評価に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      居村岳広, 高橋芳明, 畑勝裕, 藤本博志, 堀洋一, 塚本真也
    • 学会等名
      自動車技術会2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Study on Power Factor of Wireless Power Transfer Systems with Resonance Frequency Mismatch2019

    • 著者名/発表者名
      Helanka Weerasekara, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 100年後のクルマ,モータ/キャパシタ/ワイヤレス2019

    • 著者名/発表者名
      堀 洋一
    • 学会等名
      EVデザインコンテスト2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 電気自動車のモーションコントロールと走行中ワイヤレス給電2019

    • 著者名/発表者名
      堀 洋一,畑 勝裕,他
    • 総ページ数
      492
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      4860436067
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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