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2019年4月17日【テクノロジー】

日立金属、世界最高電力密度のOBC公開-テクノフロンティア

NEXT MOBILITY編集部

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日立金属は、テクノフロンティア2019(4月17日〜4月19日・幕張メッセ)にブース出展し、ドイツの研究機関フラウンホーファーIISBと共同開発した高出力密度技術により、世界最高レベルの電力密度3.8 kW/Lで作動するEV/PHEV向けオンボードチャージャー(以下、OBC)の試作品を展示した。

 

 

 

 

目指したのは高出力化と小型化の両立

 

 

OBC(車載充電器)は、交流電圧を直流電圧に変換し、EVやPHEVのバッテリーに充電するためのAC/DCコンバータだ。

 

近年、OBCにはEVやPHEVのバッテリーに短時間で充電するために高出力であることが求められる一方、車内を広く保つために小型であることも要求されている。ところが、OBCの高出力化と小型化はトレードオフの関係にあり、その両立が課題となっていた。

 

 

こうした課題を解決すべく、同社のグローバル技術革新センターとフラウンホーファーIISB(正式名称Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology IISB 集積システム・デバイス技術研究所)が約1年半にわたり共同開発したのが、今回展示されたOBC試作品に投入された高電力密度化技術だ。

 

 

 

当技術は、日立金属の軟磁性部材とフラウンホーファーIISBの回路技術を用いることで実現したもの。

 

試作品は、200✕100✕40mm/台という小型サイズながら、前述の通り、車載充電器としては世界最高レベル(2019年4月16日現在 日立金属調べ)の電力密度3.8 kW/Lを達成。従来型OBCと比べ、同出力で約半分のサイズにコンパクト化することができる。

 

 

 

今後、日立金属では、当共同研究で得られたデータを部品メーカーなどの顧客と共有し、実機への適応を目指していく方針だ。

 

 

【試作OBCの仕様】

寸法:200×100×40㎜/台

スイッチング周波数:AC/DC部 110-130 kHz DC/DC部 250-300 kHz

電圧:入力側:230 V(交流) 出力側:350-450 V(直流)

最大出力:3.6 kW (1台運転、単相入力時) 22 kW (6台並列接続運転、単相/3相入力時)

 

 

 

 

EV/HEV向けモーター用材料も展示

 

 

「モーター用材料」「電力変換技術向け部材」「FA/モーションエンジニアリング」という3つのテーマを掲げた今回の同社ブースでは、他にもモーターの進化や電装化の進展に貢献する製品を数多く展示。

 

それらの中で、自動車関連ではEV/HEV用ドライビングモーターの模型を展示し、同社独自の高度な材料や技術などを公開した。

 

 

当模型に採用されている製品は主に以下の通り。

 

 

 

・高密度実装が可能、耐サージ性や絶縁寿命を向上した「EV/HEV駆動モーター用エナメル線」

 

 

・低重希土類品ながら、高温環境にも対応し極めて磁気特性に優れるNd-Fe-B系焼結磁石「NEOMAX®」

(写真下はNEOMAX®をよりわかりやすく説明するために用意された別模型)

 

 

・現在開発中の次世代高効率モーター用ステータコア部材で、省エネルギーに貢献するなどで平均負荷率の低いモーターや高回転モーターに最適なアモルファス軟磁性合金「Metglas®」

(写真下はMetglas®をよりわかりやすく説明するために用意された別模型。他と色が違う部分がアモルファス軟磁性合金)

 

 

 

 

・複雑一体成形のアルミ鋳物製で、高剛性と高効率を実現した「アルミ製水路回路付きモーターハウジング」

 

 

 

 

また、EV/HEV用インバーターのイメージ模型では、同社が開発した「窒化ケイ素基板」を採用したパワー半導体モジュール用絶縁基板を装備。

 

 

窒化ケイ素基板は、高強度と熱伝導性に優れ、パワーモジュールのパワー密度と信頼性の向上に貢献するもので、IGBTやSiCなどの大電力半導体向けに最適な絶縁基板だ(模型では基板が見えるように、表のパワーモジュール用銅条をカットしている)。

 

 

 

同社は、2019年度から始まる新中期経営計画にあわせ、2019年4月1日付けで代表執行役社長の交代や役員体制の一新、組織改革などを実施したばかりだ。

 

新たなスタートを切った同社が、近年の急激で世界的なEVシフトの潮流を追い風とし、今回展示したEV/HEV向け製品などを今後さらに市場に訴求させ、どうシェアを伸ばしていくのかが注目される。

 

なお、今回展示された模型の数々は、日立金属の本社(品川シーズンテラス)ショールーム「GRIT SHINAGAWA」にも展示されている。

 

 

 

 

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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。

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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。

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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。

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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。

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(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。

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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。

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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。