燃料電池電気自動車への電気二重層キャパシタ適用による最適エネルギー利用率の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560256
• Research Institution: Meisei University
• Principal Investigator: 高原 英明 明星大学, 理工学部, 教授 (50308079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 弘之 明星大学, 理工学部, 教授 (90196270)
• Keywords: 電気二重層キャパシタ / 電気自動車 / 燃料電池 / エネルギー利用率

Research Abstract

地球環境保護とエネルギー効率的利用の点から燃料電池電気自動車が研究され,使用拡大への試みが行われている。一方,現状の電気自動車用燃料電池の欠点は始動時の反応遅れ,内部インピーダンスによる電圧降下,ブレーキの電気エネルギーを回生できない点などである。このため,燃料電池の一時的エネルギー放出・吸収用に電気二重層キャパシタや二次電池を用いた動作の補完が行われている。
本研究は,燃料電池電気自動車回路への電気二重層キャパシタの適用を主眼に,特に電気二重層キャパシタに着目して省エネルギーの観点からその最適容量や特性,ハードウェア等を明らかにすることを目的としている。平成15年度は,出力40kW実験用車両を用いて路上走行およびシャシーダイナモメータ上の模擬走行により,電気二重層キャパシタによるエネルギー補完効果の確認と利用率向上の研究を行った。具体的には,現有実験車両に対して鉛蓄電池を基本とした燃料電池特性を模擬する回路を構成し,燃料電池の特性に合わせて電気二重層キャパシタの静電容量や内部抵抗値を変化させて特性および構成の適正化を行う。
燃料電池技術自体も未だ開発途上にあり,内部インピーダンスや始動時の反応遅れ時間等にも範囲があるため,これらを燃模擬料電池回路により数種類に設定して走行実験を行った。当面電気二重層キャパシタ静電容量は固定した結果,模擬燃料電池内部インピーダンスの変化に対する電気二重層キャパシタでの直流電圧補償効果の具体的数値を得た。また,同時に燃料電池反応遅れ時間も具体的に数種類の設定を行い,走行実験により電気二重層キャパシタエネルギー利用率の変化として数値的に把握した。さらにブレーキ電力エネルギー回収の点については,一定の走行モードではあるが電力回生率として数値を確認した。これらの結果を基に次年度は電気二重層キャパシタの最適特性の把握を行う。

Research Products

• [Publications] 樋口 健洋, 高原 英明: "燃料電池電気自動車に適した電気二重層キャパシタの検討"明星大学理工学部研究紀要. No.40. (2004)
• [Publications] 樋口 健洋, 高原 英明: "燃料電池電気自動車を想定した電気二重層キャパシタ適用の検討"平成16年電気学会全国大会講演論文集. No.4-9183. (2004)
• [Publications] 樋口 健洋, 高原 英明: "模擬燃料電池電気自動車に適した電気二重層キャパシタの検討"平成15年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集. No.2-43. (2003)