2017 Fiscal Year Research-status Report
磁界分布が異なる走行中非接触給電用共用化トランスの開発
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16K06208
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
金子 裕良 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10233892)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 非接触給電 / EV / 走行中給電 / 磁界結合方式 / ワイヤレス給電 / 磁界分布 / 共用化 / 中継コイル方式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、駐車中のEV用非接触給電と共用可能な走行中非接触給電システムで、かつ地上側の非接触部分の磁界分布が異なる場合(ループコイル方式、円形コイル方式、ソレノイド方式など)でも給電可能な給電コイル(車載用Hc型コアトランス)を研究開発することである。
平成29年度は、まず、地上側ループコイル方式に対する検討を行うとともに、地上側非接触部分の違いによる漏洩電磁界の影響を比較し、これを軽減するためのトランス巻線構造を検討した。その結果、従来、漏洩電磁界が大きかったソレノイド方式でも、複数巻線を有するラダー構造トランスを用い、かつその車載側トランスと結合係数の小さい巻線を短絡することにより、漏洩電磁界の強度を低減できることを理論的、実験的に示した。
次に、補償用コンデンサ配置などの違いによる検討も行った。一次直列二次直列コンデンサ配置以外として、一次並列二次直列コンデンサ配置や、一次直列二次直列コンデンサ配置の1次側コイル近くに中継コイルを付加した中継コイル方式などについて理論的解析を行い、車載側コイルがない場合、地上側コイルへの電力供給を最小にできることを明らかにした。また、これらを地上側飛び石式コイルとして用い、かつ各コイルを並列に接続すれば、切り替えスイッチがない場合でも、高効率で車載側コイルのみに電力を給電可能であることを回路解析ソフトおよび磁界解析ソフトJMAGを用いて論理的に示し、給電実験を行って検証した。
そして、負荷回路(車載側トランスの出力回路)が非接触給電システムに及ぼす影響を検討するために、走行中非接触給電システムの負荷変動特性を解析し、負荷回路と補償用コンデンサ配置との関係や、効率特性や漏洩電磁界等に及ぼす影響を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度残した課題および平成29年度の課題をほぼ実施できた。また、漏洩電磁界強度の低減が可能な複数巻線を有するラダー構造トランスの巻線短絡方式や、中継コイル方式など、計画にないが走行中非接触給電システムに有用な複数コイルを用いた方式を検討できた。
以上を踏まえて、おおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に開発した複数巻線を有するラダー構造トランスを用いて、円形コイルと給電可能な磁界分布を形成できる回路方式を検討すると共に、これを地上側飛び石方式トランスとして用い、車載側に円形コイルおよびHc型コアトランスを用いたときの給電効率および漏洩電磁界などについて比較検討する。また、このときの地上側ラダー構造トランスや車載側Hc型コアトランスのコイル直並列接続の切換制御法などを検討し、実用的な給電システムを作製する。同時に、ギャップ長変動、異物など外乱発生時の従来方式との性能比較を行い、共用化を可能にした車載側Hc型コアトランスの有用性を検証する。
磁界分布の異なる地上側コイルに対して車載側Hc型コアトランスはそのコイル接続を直並列に切換えて対応するが、その切換制御法を検討する。具体的には、Hc型コアトランス本体の電気的特性変化を検出するか、異物検知法として研究してきたサーチコイルを用いるかなどについて比較し制御回路を作製する。
車高や構造が異なる各種EV車両への搭載や地上側コイル埋設の工事精度や路面状況の変化を考慮してギャップ長変動や異物の有無による給電性能を、固有の走行中給電用車載側コイルとHc型コアトランスで比較し有用性を確認する。
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| Remarks |
金子研究室HP
http://akt.ees.saitama-u.ac.jp/index.html
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