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2019年10月10日【エレクトロニクス器機】

東大ら、走行中ワイヤレス給電システムを第3世代へと進化

間宮 潔

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 東京大学大学院新領域創成科学研究科の藤本博志准教授らの研究グループは9月10日、ブリヂストン(以下BS)、日本精工(NSK)、ローム、東洋電機製造(TD)と共同で、道路からインホイールモータ(IWM)に直接、走行中給電できる「第3世代走行中ワイヤレス給電インホイールモータ」の実車走行実験に成功したと発表した。(佃モビリティ総研・間宮潔)

 

 

第3世代走行中ワイヤレス給電インホイールモータ(IWM)の開発に世界で初めて成功

 

世界的な潮流となっている電気自動車の普及のなかで懸念されているのが、リチウム・バッテリーの資源枯渇であり、充電インフラの社会的な整備である。この課題に応えるのが、走行中のワイヤレス給電で、欧米だけでなく、韓国でも研究開発が本格化している。その開発コンセプトは、車体下部に受電コイルを配置するタイプ。しかしこの場合、走行中に車体が上下動するため、車体底面の受電コイルと、路面に埋め込まれる給電パネル(コイル)との間隔が安定せず給電効率が落ちる。

 

これに対して、東大研究グループが提案している第3世代のIWMは、タイヤ・ホイール側の内側に下向きに受電コイルを配置するタイプを考案。この場合、路面に埋め込まれた給電パネルと受電コイルとの間隔変動が少なくなるため給電効率が高まる。今回は東大・柏キャンパスで、実車走行を行いその様子を報道機関に向けて公開した。

 

 

東京大学の藤本准教授ら研究グループと日本精工、ブリヂストン、ローム、東洋電機製造による“産学連携”

 

東大研究グループとBS、NSK、ローム、TDとの5者共同開発体制は2015年につくられ、国家的プロジェクトとして内閣府が推進する戦略的イノベーション創造プログラムの一つとして取り上げられ、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)などの支援を受けている。政府のスマートシティ構想のなかでも、走行中給電の電気自動車の未来像が描かれており、開発に拍車がかかっている。

 

17年3月に第2世代IWMが発表され、今回さらに進化型の第3世代IWMをお披露目した。第3世代IWMは、第2世代に比べ、1輪当たりの給電量が12kWから20kWと67%アップさせ、モータ出力水冷採用で25kWと倍以上に引き上げるなど、「軽自動車から登録車並み」に性能をアップさせた。

 

 

タイヤ車輪内側に受電から駆動までの機能を配置したインホイール一体タイプもお披露目

 

駆動部品をタイヤ内に配置し、熱衝撃に強い超小型SiCを基盤に配置したコンバータ/インバータにより、機電一体のコンパクトなモータを新設計している。また給電(送電)側のコイル、受電側のコイルも大幅に性能アップ、総合高率で92.5%を実現、さらに「95%を目標に開発を進める」としている。

 

今回の記者発表では、先の通りタイヤ・ホイール側に外付けされる受電コイルを、ホイール内部に格納する世界初の「ホイール内給電」を提案している。タイヤ幅は広くなるが、物理的にスペースをとる受電コイルを内蔵することによって、車両設計の自由度を広げる。とくに給電(送電)コイルと受電コイルとの間に、缶などの異物が侵入すると送電停止などのリスクが生じる。

 

 

新コンセプトは、受電コイルがホイールに内蔵され、タイヤでガードされることで、リスクを大幅に低減できる仕組みとしている。タイヤの構造部材として、スチールベルトは渦電流を生じるため採用はできないので、全て有機繊維ベルトを採用する。現在、タイヤを介した送受電試験をクリア、さらなる性能アップを目指し、開発中である。

 

2025年の実証実験を目指し、他企業の知見を求めて、オープンポリシーの特許管理を標ぼう

 

さらに今回の第3世代IWM記者発表会で強調されたのは、東大を軸にした産学連携の共同開発体制に加えて、今後、多くの組織・企業の知見を求め、電気自動車の中核技術として育成する「オープンイノベーション」の理想が示した。新しい世代の電気自動車普及には、特定の企業がノウハウを秘匿、特許を独占するのでなく、「給電コンセプト」を無償で解放し、その上で被差別ライセンスを基盤にした「知財共創エコシステム」の考えを打ち出した。

 

コイルギャップの少ないホイール外受電コイルと既存タイプとの違いと仕組みを説明する藤本・東大准教授

コイルギャップの少ないホイール外受電コイルと既存タイプとの違いと仕組みを説明する藤本・東大准教授

 

第3世代IWMの研究開発には、中心の5者に加えて、新たに樹脂材料の評価で東レ・カーボンマジック社、またアプリ開発でカーメイトが協力企業に名乗りを上げている。今後の開発スケジュールは、2022年までにタイヤを含めた車両評価を行ない、基礎技術に磨きをかける。そして25年には実証実験フェーズへの移行を目指しており、開発拠点となる千葉・柏などスマートシティにおける社会実験が想定される。

 

 

高速道路上での給電システムは、例えば9㎞ごとに、1㎞程の給電区間を設けるなどして、ノンストップでの走行を可能にする。一般道路では交差点の手前区間30mで給電パネル(コイル)を埋め込み、信号待ちを捉えての給電を行なうなど社会インフラの整備が検討されている。

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坂上 賢治

NEXT MOBILITY&MOTOR CARS編集長。日刊自動車新聞を振り出しに自動車産業全域の取材活動を経て同社出版局へ。コンシューマー向け媒体(発行45万部)を筆頭に環境&リサイクル紙、車両ケア&整備ビジネス専門誌等の創刊誌編集長を歴任。独立後は一般誌、Web媒体上でジャーナリスト活動を重ね30年半ば。2015年より自動車情報媒体のMOTOR CARS編集長、2017年より自動車ビジネス誌×WebメディアのNEXT MOBILITY 編集長。

松下次男

1975年日刊自動車新聞社入社。編集局記者として国会担当を皮切りに自動車販売・部品産業など幅広く取材。その後、長野支局長、編集局総合デスク、自動車ビジネス誌MOBI21編集長、出版局長を経て2010年論説委員。2011年から特別編集委員。自動車産業を取り巻く経済展望、環境政策、自動運転等の次世代自動車技術を取材。2016年独立し自動車産業政策を中心に取材・執筆活動中。

間宮 潔

1975年日刊自動車新聞社入社。部品産業をはじめ、自動車販売など幅広く取材。また自動車リサイクル法成立時の電炉業界から解体現場までをルポ。その後、同社の広告営業、新聞販売、印刷部門を担当、2006年に中部支社長、2009年執行役員編集局長に就き、2013年から特別編集委員として輸送分野を担当。2018年春から独立、NEXT MOBILITY誌の編集顧問。

片山 雅美

日刊自動車新聞社で取材活動のスタートを切る。同紙記者を皮切りに社長室支社統括部長を経て、全石連発行の機関紙ぜんせきの取材記者としても活躍。自動車流通から交通インフラ、エネルギー分野に至る幅広い領域で実績を残す。2017年以降は、佃モビリティ総研を拠点に蓄積した取材人脈を糧に執筆活動を展開中。

中島みなみ

(中島南事務所/東京都文京区)1963年・愛知県生まれ。新聞、週刊誌、総合月刊誌記者(月刊文藝春秋)を経て独立。規制改革や行政システムを視点とした社会問題を取材テーマとするジャーナリスト。

山田清志

経済誌「財界」で自動車、エネルギー、化学、紙パルプ産業の専任記者を皮切りに報道分野に進出。2000年からは産業界・官界・財界での豊富な人脈を基に経済ジャーナリストとして国内外の経済誌で執筆。近年はビジネス誌、オピニオン誌、経済団体誌、Web媒体等、多様な産業を股に掛けて活動中。

佃 義夫

1970年日刊自動車新聞社入社。編集局記者として自動車全分野を網羅して担当。2000年出版局長として「Mobi21」誌を創刊。取締役、常務、専務主筆・編集局長、代表取締役社長を歴任。2014年に独立し、佃モビリティ総研を開設。自動車関連著書に「トヨタの野望、日産の決断」(ダイヤモンド社)など。執筆活動に加え講演活動も。

熊澤啓三

株式会社アーサメジャープロ エグゼクティブコンサルタント。PR/危機管理コミュニケーションコンサルタント、メディアトレーナー。自動車業界他の大手企業をクライアントに持つ。日産自動車、グローバルPR会社のフライシュマン・ヒラード・ジャパン、エデルマン・ジャパンを経て、2010年にアーサメジャープロを創業。東京大学理学部卒。

福田 俊之

1952年東京生まれ。産業専門紙記者、経済誌編集長を経て、99年に独立。自動車業界を中心に取材、執筆活動中。著書に「最強トヨタの自己改革」(角川書店)、共著に「トヨタ式仕事の教科書」(プレジデント社)、「スズキパワー現場のものづくり」(講談社ピーシー)など。