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 high-performance, high-performance materials, high-performance materials, and high-performance materials. HEFSM's high-performance design and high performance research and development. Specially, this year's third-year doctoral program is the final project of the research.従って, write down the に说すような research に従事し, and the results are taken and applied した. High power density and high efficiency are achieved through the development of magnetic circuit design technology and research on optimization of the shaft length/outer diameter ratio and magnet configuration. Current commercially available truck-mounted trailers are subject to the same design restrictions and requirements for mobility applications. The performance is achieved, the efficiency is maximized, the target is achieved, and the magnetic circuit design is achieved. The prototype machine has been tested and certified, and the application of automatic vehicles is important in low and medium speed and load transportation areas. The high efficiency of 93% or more of the standard has been achieved. The above results were obtained in 2 cases at domestic academic institutions and 1 case at an international conference, and the original plan was completed after a large-scale research and implementation. On the one hand, the Japan Society for the Promotion of Science supports the Japan-Independence Joint University School of Science and Technology's painting and vibration and sound suppression. The research on the vibration absorber is done by the group, and the research on the vibration absorber is done jointly by FAU and the University. This year, FAU has been staying for four months, and FAU's instructor, Professor Steinmann, has been working on the optimization of the structural design of the dynamic vibration absorber. Professor Steinmann assisted in the design of the active dynamic vibration absorber and succeeded in designing it. After the design of the dynamic vibration absorber, the 3D vibration absorber was prototyped, and the vibration absorption capacity of the vibration absorber was verified by the group. Based on the above results, the International Conference will be held in 2023 and will be held soon. In the next issue of this year, I will be writing a doctoral thesis, and I will be working on the design and control technology of HEFSM, and I will be doing research on my own 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)