「ワイヤレス インホイールモーター」搭載EVを開発

 東京大学が、東洋電機製造、日本精工と共同でワイヤレスで駆動/制御が可能なEV用のインホイールモーターを開発、世界で初めて走行に成功したと発表しました。車体に積んだ電源から、各車輪の中に駆動源をつける「インホイールモーター」電力を無線で伝えて走らせることができます。

 研究グループはドライブシャフトによる機械的損失が無く、各輪の個別制御が可能な利点を持つインホイールモーター駆動方式のEVが抱える課題に着目しました。

 インホイールモーター方式は、駆動源が一つの普通の自動車と違い、駆動力を各車輪に伝えるドライブシャフトが要らないため、車体の軽量化と消費電力の削減がはかれる技術です。車輪ごとに駆動力を制御して、スリップの防止などもきめ細かくできます。じかしこれまでは電気ケーブルを通じてモーターに電力を供給していたため、配線が煩雑であり、走行時の振動による屈曲や寒冷地における凍結、飛散物の衝突などの影響による断線の恐れがあったと言います。



 ワイヤレス インホイールモーターはクルマの車輪内部に装備されており、車体側からワイヤにより有線で電力が供給されているため、10センチ離れたコイル間で電力を伝送し、最大約3キロワットでモーターを稼働させることに成功。制御情報をブルートゥースによる無線通信で送受信することで、EVの走行を実現させました。後輪駆動の試作車では、理論上、最大で時速75キロの速さで走ることもできるといいます。

 サスペンションの動きによる送電、受電コイル間の位置ずれに強い「磁界共振結合方式」を用いた電力伝送技術とSiCパワー半導体用いた電力変換技術によりワイヤレス化を実現し、これにより、断線の恐れが無くなり、信頼性が飛躍的に向上したとしています。


 一次側(車体側)の回路はバッテリー電圧を適切な直流電圧に変換するDCDCコンバータと、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータで構成。変換電力をワイヤレスで二次側(ホイール側)回路のコンバータに伝送、インバータを介してモーターを駆動する構造。


 現在、国土交通省の国総研や豊橋技術科学大学が道路を走行しながらタイヤを介してEVを充電する「走行中給電」の実用化を目指しており、同研究室はこのワイヤレスインホイールモーターがこれに適していると言います。

図1.png

 つまり道路から直接4輪のインホイールモーターへ電力を供給したり、その電力を逆にワイヤレスで車体側のバッテリーに飛ばして充電する事が可能となり、モーターからの回生電力もワイヤレスで充電することも可能になります。

「走行中給電」技術との合わせ技により、大容量のバッテリーを必要とせずに航続距離を飛躍的に伸ばせるEVが誕生する可能性があります。

(Asahi Digital、Clicar、東京大学 Webサイトより)
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