| 研究課題/領域番号 |
21K04019
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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 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
赤津 観 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (90361740)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 磁性エラストマ / インホイールアクチュエータ / 電動車 / 電費向上 / アクチュエータ / 磁性エラストマー / 電気自動車 / インホイールモータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
タイヤの変形による駆動力を直接制御可能なアクチュエータにより, モータが回転してトルクを発生する従来のEV駆動システムに対してどれほどのエネルギー消費改善効果があるのかを明らかにする。ホイールのスポーク1本ずつに磁性エラストマとコイルからなる電動アクチュエータを配し, 磁性エラストマの弾性力を制御することでタイヤと路面の摩擦力を直接制御する。またアクチュエータが発電可能な利点を生かし,起電力が０になるように駆動アクチュエータを制御しタイヤの変形を最小, つまり最小のエネルギーで駆動力を発生させる。3年間の研究によりパワートレインの改善によるEVの電費向上効果(約30%)を実機実験を通して明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
ネオジウム磁石を混入させた磁性エラストマーに磁界を印可して駆動力ならびに変位を得ることで駆動されるアクチュエータの基礎研究を実施した。初年度にはネオジウム含有量とエラストマーの硬さに関するトレードオフ条件を検討し、適切な駆動力を得られるネオジウム含有量を見出した。2年目にはシミュレーションによりエラストマーに駆動力を発生させる磁気回路を検討し、電流印加により線形に力を発生できることを確認した。３年目には検討した磁気回路を製作し、エラストマーに磁界を印可して、力および変位が発生することを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
一般的な電動車両はタイヤにモータ等からの駆動力を伝えて走行する。モータやインバータの効率向上により電費向上が実現されているが、さらなる電費向上は困難になっている。タイヤの変形による損失は走行エネルギーの約30-40%を占めており、特に重量車での割合は大きい。
本研究成果は路面駆動力をアクチュエータにより直接制御することで上記タイヤの変形による損失を最小限に抑えることを目的にすなわち電動車の電費向上を目的に実施した。基礎研究の段階であり自動車駆動力に十分な力は発生できていないが、アクチュエータの基礎特性は把握でき今後提案アクチュエータを大型化することで電動車両の新しい駆動方法につながる研究である。
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