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平行二線路を用いた複数機器への同時無線給電技術

研究課題

研究課題/領域番号 19K04376
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

岡田 実  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (10252587)

研究分担者 DUONG QuangThang  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40757811)
Chen Na  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (80838342)
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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードワイヤレス給電 / 伝送線路 / 給電効率 / 受電側補償回路 / 走行中給電 / 漏洩電磁界 / 平行二線路 / MIMO / 平行二線 / 複数受電端末 / 複数端末
研究開始時の研究の概要

本研究は産業ロボットや電気自動車等走行中受電対象向けの高効率かつ安定な平行二線路式無線給電の実現を目指すものである.伝送線路の形状の最適化および共振回路の改良により,平行二線路に流れる電流を一定し,安定かつ効率的なワイヤレス給電の実現を図る.従来の複雑な電圧安定化装置を使わずに,簡易かつ低損失の素子を用いて巧みに送受電コイル用回路を設計することが本研究の独自性である.また,本研究で開発される負荷電圧安定化回路は,一般の無線給電システムの定電圧回路設計基準の構築にも貢献できる.

研究成果の概要

産業ロボットや電気自動車等走行中受電対象向けの低コスト,高効率かつ安定な無線給電技術の構築するため,路面に敷設した平行二線伝送線路を用いたワイヤレス給電システムを用いて走行中ワイヤレス給電を実現するために必要な給電効率の向上と安定化に関する検討を行った.また,ワイヤレス給電システム周辺の漏洩電磁界の問題は,実用化を進めるにあたり解決しなければならない課題である.この問題についても,伝送線路の構造を検討することにより低減する手法を検討した.その結果,セグメント化やN-1構成ワイヤレス給電を提案し,安定した給電が可能であることを明らかにした.漏洩磁界の低減手法を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

産業用搬送ロボットや電気自動車に対する要求が急速に高まっている.しかし,搭載される蓄電池は,充電時の電流に制限があるため,急速充電に限界があり,充電時間が長時間になる.このことから,車両の稼働率が低下するという問題がある.また,長時間走行を可能にする大容量蓄電池を搭載するためには,蓄電池費用が高額になる.本研究課題は,走行中または,短時間の停車中に車両に電力を供給し,蓄電池への充電を走行中に安定して可能にするものであり,今後のゼロカーボンエミッション社会の実現に向けて有効な技術の一つとなりえるものである.

報告書

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

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Constant Voltage Design using K-inverter for Cooperative Inductive Power Transfer2022

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc Trinh, Duong Quang Thang, Minoru Okada
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E105-C-8

    • NAID

      130008149057

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Joint Scheduling and Power Control Scheme for Hybrid I2V/V2V Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Bach Long、Ngo Duy Trong、Dao Minh N.、Duong Quang-Thang、Okada Minoru
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 69 号: 12 ページ: 15668-15681

    • DOI

      10.1109/tvt.2020.3031553

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Positioning Using Hybrid Inductively-Capacitively Coupled Parallel Line Feeder2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ono, Duong Quang Thang, Yuya Kaneko, Takeshi Higashino and Minoru Okada
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 15 号: 2 ページ: 304-310

    • DOI

      10.1002/tee.23057

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stabilization of Load Power and Efficiency in Transmission Line based Dynamic Charging System2021

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc Trinh, Duong Quang Thang, Minoru Okada,
    • 学会等名
      Asian Wireless Power Transfer Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Improvement of Receiver-Side Compensation Circuit for Inductive Power Transfer2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Onishi, Duong Quang Thang, Minoru Okada
    • 学会等名
      IEEE 10th Global Conference on Consumer Electronics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Evaluation of series resonance scheme for 2 × 2 MIMO IPT2021

    • 著者名/発表者名
      Yugo Samakaki, Duong Quang Thang, Minoru Okada
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Investigation of Receiver-location Dependency in Parallel Line Fed WPT System2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kawabata, Takeshi Higashino, Minoru Okada
    • 学会等名
      2020 14th International Symposium on Medical Information Communication Technology (ISMICT)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Receiver-side Compensation Circuits Based on T and Pi equivalent models for Constant Voltage IPT2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Isogai, Duong Quang Thang and Minoru Okada
    • 学会等名
      16th IEEE Asia Pacific Wireless Communications Symposium 2019 (APWCS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Dynamic Charging Using Off-Resonant Coil Array With Receiver-side Compensation2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ohashi, Duong Quang Thang and Minoru Okada
    • 学会等名
      Wireless Power Week 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficiency Improvement for Three-coil Cooperative Inductive Power Transfer Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc Trinh, Duong Quang Thang, and Minoru Okada
    • 学会等名
      Wireless Power Week 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resonance in Two-receiver Inductive Power Transfer Systems with Two Co-planar Transmitters2019

    • 著者名/発表者名
      Vo Quoc Trinh, Duong Quang Thang and Minoru Okada
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Advanced Technologies for Communication (ATC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The 12th International Conference on Advanced Technologies for Communication (ATC 2019)2019

    • 著者名/発表者名
      Shudai Kawai, Duong Quang Thang, Minoru Okada and Takeshi Higashino
    • 学会等名
      2019 Asian Wireless Power Transfer Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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