无线轮毂电机.PDF

ニュースリリース News Release 2015 年5 月20 日 东洋电机制造株式会社 装备世界首创可无线传输电能的“无线轮毂电机” 的电动汽车试运行成功 本公司与东京大学研究生院新领域创成科学研究科藤本副教授等组成的研究组和日本精工株式 会社（以下简称“本研究组”）展开联合研究，全球首例研发出可进行无线电能传输的轮毂电机。此 次，本研究组将这种轮毂电机装备于电动汽车 （EV），并试运行成功。 本公司今后仍将继续通过开发应用了电机驱动新技术的车载电机(本公司今后仍将继续致力于车 载电机及其驱动技术)，为新一代电动汽车的发展作出贡献。以下为有关详情。 1. 研发技术内容 对一般电动汽车 （EV）的轮毂电机 （注1）来说，从车体电源到车轮间的配线是必不可少的。但 是，本研究组的研究却废除了这类配线，开发出了通过无线方式传输电能和控制信号的轮毂电机 （图 1），并在世界上率先成功完成了这种电机的电动汽车 （图2）试运行。 这项世界首创技术通过磁耦合谐振方式（注2）成功地在相距10cm 的线圈间实现了电能传输，并 通过无线通信实现了车体与车轮间的完全无线化。 图1 无线轮毂电机 图2 装备了无线轮毂电机的试验车 2. 无线轮毂电机的结构 由于汽车悬架的运动，轮毂电机与车体的相对位置会发生变动，为此，本产品采用了不易受发射 线圈与接收线圈位置偏差影响的磁耦合谐振式电能传输的方法。图3 为无线轮毂电机的结构简图。 1 ニュースリリース News Release 直流 逆变器 整流器 逆变器 转换器 电动机 车体侧 车轮侧 一次侧 二次侧 图3 无线轮毂电机结构图 众所周知，磁耦合谐振根据谐振电容器 （注3）安装方法的不同，磁耦合谐振方式有数种电路结 构。然而，对于无线轮毂电机，由于电能传输时无需切换电路等原因，一次侧及二次侧都采用了谐振 电容器和线圈串联连接的方式。一次侧电路由直流转换器 （注4）和逆变器(注5）构成，将电池的输 出电压进行升降压变换，变换至合适电压后，再由逆变器变换至与线圈和谐振电容器的谐振频率相同 的高频电。经变换的电能，通过磁耦合谐振，进行无线传输。传输来的电能，通过作为整流器（注6） 的二次侧电路被整流成直流，再进一步通过电机驱动逆变器的整流，最终用于驱动永磁同步电动机（注 7）。本系统还可以顺利回收电能。 3. 研究背景（轮毂电机的发展前景） 电动汽车 （EV）由于其优良的运动性能，可带来各种前所未有的惊喜。但是，以往的轮毂电机由 于要从车体侧以有线方式接受供电，且电机本身装备于汽车车轮内部，动力线及控制等方面的配线非 常繁复。造成配线容易因振动而弯曲，或在寒冷地区发生冻结，亦或受飞散物冲击等影响而导致断线。 因汽车专用电动机必需保证 10 年以上的耐久性，这种配线断线的风险，是曾妨碍轮毂电机迈向实用 化的重要原因之一。 对此，本研究组认为“既然担心断线，那就索性去掉配线”。在这样的思路下，通过使用磁耦合谐 振式无线电能传输技术，以及使用碳化硅 （注8）的IGBT 技术，实现了无配线化。由此，消除了人们 对断线的担心，使轮毂电机的安全