ワイヤレス給電技術を応用した走行車両への電力供給に関する試験的研究

利用无线供电技术为移动车辆供电的实验研究

• 批准号: 17H00362
• 负责人: 永田 亮一
• 金额: $ 0.35万
• 依托单位: Kagoshima National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00362/
• 关键词: ワイヤレス給電; 磁気共鳴; 電気自動車

【研究目的】ワイヤレス給電技術の一方式である「磁気共鳴方式」で走行中の車両に電力を供給し, 「電気自動車の航続距離の延長」と「プラグレス充電による安全性の向上」を図ることを目的とし, コイル形状およびコイルの中心軸のズレによる給電効率と給電距離について, シミュレーションと実験結果から検討して, 最適なコイル形状および配置を導き出すことを目的とする.【研究方法】Photon社製のシミュレーションソフト「PHOTO-EDDY jω」を用いてシミュレーションを実施した. コイル形状は、スパイラル型とヘリカル型について実施した. 直径は, 50, 100, 200mmとし, 送受電コイル間のギャップは50, 100, 200mmと変化させた. 共振周波数が100kHzとなるように条件設定をして実施した. また, シミュレーション結果を実証するため, コイルを製作して実験した. この時, コイル径は100mmとし, 巻き数は, シミュレーションによって得られたL=55μHとなるように35[巻]とした.【研究成果】シミュレーションでは, スパイラル型が送電距離・効率ともヘリカル型を上回っていた. シミュレーション結果を実証するため, 同型のコイルを3Dプリンタで製作したボビンに銅線を巻き付けて製作した. スパイラル型では, ギャップ60mmで、給電効率が15%程度とシミュレーションより低い結果となった. ヘリカル型は, ギャップが10mmを超えると給電を確認出来なくなった. 周波数を連続的に変化させると, 効率の改善を確認出来たため, 基板の浮遊容量の影響を受けていたと考える. また, シミュレーションでは, コイル1本ずつの形状を設定できず, 電流をnI[A]で設定するため, 銅線間の静電容量の分, シミュレーションとの差異につながったと考える. このことは, 先鋭度Qが大きくなるように設計していたため, 大きな差異となったと考える. 本研究は, 電源の性能上小電力で試験したため, 回路素子の損失を無視できなかった. 今後, 電力を増大して試験する必要がある.

[研究目的] 利用磁共振法（无线电力传输技术的一种）为移动车辆供电，通过无插电充电来延长电动汽车的续航里程并提高安全性。为此，我们对供电效率进行了研究。以及由于线圈形状和线圈中心轴偏差而导致的供电距离，利用仿真和实验结果。目的是导出最佳的线圈形状和排列。 [研究方法] 使用Photon的模拟软件“PHOTO-EDDY jω”进行模拟，线圈形状被设置为50、100、。和200毫米，电力传输和接收线圈之间的间隙变化为50、100和200毫米。条件设定为谐振频率为100kHz。此外，为了验证模拟结果，制作并测试了线圈，此时线圈直径为100mm，匝数由以下确定。仿真中，匝数设置为35[卷]，使得L=55μH。 [研究结果] 在仿真中，螺旋式在电力传输距离和效率方面均优于螺旋式。 ,相同类型的线圈是通过将铜线缠绕在3D打印机制作的线轴上制成的，在螺旋式中，间隙为60毫米时，供电效率约为15%，低于模拟的螺旋式。类型中，间隙为10mm，当超过频率时，无法再确认电源，因为我们能够通过连续改变频率来确认效率的提高，我们认为它受到了杂散电容的影响。此外，在模拟中，由于每个线圈的形状无法设定，并且电流以 nI [A] 为单位，因此我们认为铜线之间的电容导致了与模拟的差异，这是因为锐度 Q 较大。巨大的差异是由于电源的设计是这样的。