Study on high performance design of HEFSM for automotive traction drives

汽车牵引驱动HEFSM高性能设计研究

• 批准号: 22KJ1625
• 负责人: 岡田 孟士
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1625/
• 关键词: 自動車駆動用モータ; 可変磁束モータ; ハイブリッド界磁フラックススイッチングモータ; 高効率化; 高トルク・出力密度化; 振動騒音抑制; 最適化設計; 磁化状態制御

自動車業界において需要が高まっている高性能なモータの開発を目指し，ハイブリッド界磁フラックススイッチングモータ（HEFSM）に着目して，HEFSMの高性能化に関する研究に従事した。特に，本年度は博士課程3年目であり，研究の最終フェーズにあたる。従って，下記に示すような研究に従事し，成果の取り纏めを実施した。高出力密度・高効率化を実現するための磁気回路設計技術として，軸長/外径比及び磁石配置の最適化に関する研究に従事した。現行市販ハイブリッド車搭載の駆動用モータと同等の設計制約の中で，駆動用途における要求性能を達成した上で効率を最大化するという目標の実現を目指し，磁気回路設計に取り組んだ。試作機試験検証により，自動車駆動用途で重要となる低中速軽負荷運転域の広範な範囲で93%以上に達する高効率化を実現できることを示した。以上の結果を纏め，国内学会2件，国際会議1件にアクセプトされ，当初の計画を大きく上回る形で研究を遂行することが出来た。一方，日本学術振興会の支援を受けた本学の日独共同大学院プログラムに参画し，モータの振動・騒音抑制に向けた動吸振器の開発に関する研究に取り組み，パートナー大学であるドイツのFAUと共同で研究に従事した。本年度，FAUに4か月間滞在し，FAU側の指導教員であるSteinmann教授の下で，トポロジー最適化による動吸振器の構造設計に取り組んだ。Steinmann教授らから助言を頂きながら，目標仕様を満たす能動型動吸振器を設計することに成功した。帰国後は，設計した動吸振器を3Dプリンターにより試作し，モータの振動吸収能力の実験検証に取り組んだ。以上の結果を纏め，2023年に開催される国際会議にて学会発表を行う。本年度下期は，博士論文の執筆にあたり，これまでに取り組んだHEFSMの設計・制御技術と併せて，自身の博士課程における研究の取り纏めを行った。

The automotive industry needs to develop high-performance, high-performance vehicles, and research on high-performance HEFSM is focused on. Special, this year's Ph.D. course 3 years, research and final The following is a summary of the results of the study. Design technology of magnetic circuit for realizing high output density and high efficiency, and research on optimization of shaft length/outer diameter ratio and magnet configuration In order to achieve the objective of maximizing the performance required for dynamic applications, the design of magnetic circuits should be organized according to the design constraints of the current market. The test machine is tested for high efficiency, low and medium load operation range, and high efficiency. The above results are intertwined, 2 domestic societies, 1 international conference, and the original plan is to carry out the research. On the other hand, support from the Japan Academic Promotion Association was received from the Japanese National Institute of Technology, which participated in the research on vibration and noise suppression and the development of dynamic vibration absorbers. This year, FAU has been working for four months. Under the guidance of Professor Steinmann, FAU has selected the structural design of dynamic vibration absorbers for optimization. Professor Steinmann's design of an active vibration absorber was successful. In the future, the design of dynamic vibration absorbers for 3D testing, vibration absorption ability of the test group The results of the above discussion will be presented at the 2023 International Conference on Science and Technology. In the next issue of this year, the author of the doctoral thesis will select the design and control technology of HEFSM, and the author will select the research of his doctoral course.

项目成果

Friedrich-Alexander University/Department of Mechanical Engineering/Institute of Applied Mechanics(ドイツ)

弗里德里希-亚历山大大学/机械工程系/应用力学研究所（德国）

日独共同大学院プログラム（JGGE）

日德联合研究生项目 (JGGE)