フリーピストン式リニア発電機の可変圧縮比燃焼サイクルを実現する負荷追従発電制御

• 研究課題/領域番号: 23K26091
• 補助金の研究課題番号: 23H01396 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21010:電力工学関連
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 佐藤 光秀 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80793968)
• 研究分担者: 長沼 要 金沢工業大学, 工学部, 教授 (80784298)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2025年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2024年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2023年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: リニア発電機 / フリーピストンエンジン / 発電制御 / 可変圧縮比燃焼サイクル

研究開始時の研究の概要

フリーピストン式リニア発電機(FPEG)は高効率な出力領域が限られていることから、その領域の発電出力で運転し、バッテリに電力を供給している。しかし、自動車走行の激しい負荷変動に対応するために、低効率領域での運転やバッテリ容量の大型化が課題となり、実用化の弊害となっていた。そこで、本研究は発電制御によるピストンの運動モード変更を利用し、高効率領域を拡大する可変圧縮比燃焼を実現する。これにより、負荷状況に応じて高効率な状態を維持とバッテリの小型化を達成する。本申請では、負荷追従発電制御により、最大エネルギー変換効率の運転領域を拡大し、負荷変動時における効率低下を抑制可能であることを明らかにする。