| 研究課題/領域番号 |
21K03998
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
卜 穎剛 信州大学, 工学部, 特任准教授 (70647940)
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| 研究分担者 |
佐藤 光秀 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80793968)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ワイヤレス給電コイル / 磁性コンポジット材料 / 磁性テープアルミリッツ線コイル / 銅リッツ線コイル / ワイヤレス給電 / 走行中ワイヤレス給電 / アルミニウムリッツ線コイル / 軽量低損失コイル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
走行中ワイヤレス給電システムは、地面の送電コイルを高周波電源で駆動することで電磁界を発生し、車両側に搭載した受電コイルが電磁界を受けて電力を伝送する。送電コイルの導線内に発生する交流銅損を低減するために、銅リッツ線が使用されているが、製造コストが高く、コイルが重くなるため、実用化の障壁となっている。そこで、本研究は軽量・安価・高周波駆動時の低損失を並立可能とする『磁性テープ巻アルミニウムリッツ線コイル』を提案し，検証実験を行う。本研究の成果により、走行中ワイヤレス給電を実現するための基盤技術が開拓され，上記課題の解決を期待できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は電気自動車のワイヤレス給電のアルミリッツ線コイルに磁性テープの装荷により効率向上と軽量化を目的としている。
製作した磁性テープを線形0.21㎜素線数168本のアルミリッツ 線の表面に巻き付け構造の適用により抵抗が81.3mΩから69.2mΩに低減し、伝送効率は 89.8%か ら 90.9%ま で約1.1%を向上した。受電コイルが送電コイルから400㎜ 走行した位置で，効率が 90.8%になり，磁性テープが 実装したコイルの90.5%より約0.3%が向上した。さらに，磁性テープアルミリッツ線コイルの質量は同じサイズの銅リッツ線コイルと比べ309gから177gまで約43%の軽量化ができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境問題に起因するガソリン車の規制により，電気自動車の普及が進んでいる。その給電について、利便性や安全性が優れたワイヤレス給電が注目されている。
しかし，ワイヤレス給電に用いられる銅リッツ線コイルは非常に質量が重い，軽量のアルミニウムをコイルに用いることによりコイルの重量の軽減ができるが，アルミニウムは電気伝導率が低く，電力伝送時の損失が増え伝送効率が低下する問題がある。本研究はアルミリッツ線コイルに磁性テープの装荷によりコイルの近接効果に起因する交流抵抗の低減により給電効率の向上および軽量化が実証された。これにより今後電気自動車ワイヤレス給電の社会実装の可能性が広がる効果が期待される。
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