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自動車工学シリーズ 4 電動化技術
梅野 孝治(編著)
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内容紹介
電動車を支える電動化技術の基礎から先端までを解説する。カーボンニュートラルの観点も踏まえて電動車の意義・構造・特徴を学ぶ格好の書。〔内容〕電動車の概要/駆動用モータ/パワーコントロールユニット/二次電池/車載電源システム/電動車の電磁ノイズ/電動車のシステム制御技術/電動車の発展がもたらす電動化社会の将来像
編集部から
目次
第1章 電動車の概要〔梅野孝治〕
1.1 電動車を取り巻く環境
1.2 電動車の歴史
1.3 電動車の構成と特徴
1.3.1 電動車の種類とCO2排出量削減効果
1.3.2 ハイブリッド車(HEV)
1.3.3 プラグインハイブリッド車(PHEV)
1.3.4 電気自動車(BEV)
1.3.5 燃料電池車(FCEV)
1.4 電動車の電気システム
1.5 展望
第2章 駆動用モータ〔中井英雄・浦田信也・服部毅〕
2.1 概要
2.1.1 モータの基本構造と原理
2.1.2 駆動用モータの種類と特徴
2.2 モータの回路方程式と電流・電圧特性
2.2.1 インダクタンスと磁束鎖交数
2.2.2 3相で表した回路方程式
2.2.3 二相交流への変換とdq軸座標への変換
2.2.4 電流,電圧のトルクの関係
2.3 モータ制御
2.3.1 ベクトル制御の基礎
2.3.2 三相PWM制御
2.3.3 矩形波・過変調制御
2.4 モータの低損失化
2.4.1 鉄損計測・解析技術
2.4.2 低損失磁性材料
2.4.3 可変界磁による低損失モータ構造
2.4.4 磁石レスによる低損失モータ構造
2.5 展望
第3章 パワーコントロールユニット〔杉山隆英・渡辺行彦・兼近将一・臼井正則・庄司智幸〕
3.1 概要
3.1.1 電動車におけるパワーコントロールユニットの役割と構成
3.1.2 パワーコントロールユニットの変遷
3.2 パワー半導体デバイスの基礎とSiパワーデバイスの進化
3.2.1 Si-IGBTとFWDの基礎
3.2.2 Si-IGBTの変遷と低損失構造
3.2.3 Si-FWDの変遷と特性改善
3.2.4 Si-RC-IGBTの高出力化
3.3 ワイドバンドギャップ半導体デバイスの基礎と進化
3.3.1 SiCパワーデバイス
3.3.2 GaNパワーデバイス
3.4 実装評価技術
3.4.1 パワーモジュール実装技術
3.4.2 パワーモジュール評価技術
3.4.3 Cuナノ粒子接合における評価解析
3.5 パワー半導体デバイスの宇宙線耐量
3.5.1 中性子によるパワー半導体デバイス故障率評価
3.5.2 パワー半導体デバイスのSEB破壊痕分析とデバイスシミュレーション解析
3.6 展望
第4章 二次電池〔佐々木厳・牧村嘉也・中村浩・荻原信宏・近藤広規〕
4.1 概要
4.1.1 電動車における二次電池の役割と分類
4.1.2 リチウムイオン電池の構成と動作原理
4.1.3 電池設計と電極構造
4.2 構成材料
4.2.1 正極材料
4.2.2 負極材料
4.2.3 電解液・セパレータ
4.3 電極作製プロセス
4.3.1 電極を構成する材料と電極膜の作製工程
4.3.2 レオロジー測定法
4.3.3 電極スラリーのレオロジー
4.4 抵抗・劣化解析
4.4.1 インピーダンスによる抵抗成分分離
4.4.2 劣化要因解析と寿命予測
4.5 モデル化・シミュレーション
4.5.1 電気化学モデル
4.5.2 マルチフィジックスモデル
4.6 展望
第5章 車載電源システム〔石垣将紀〕
5.1 概要
5.1.1 車載電源システムの種類と課題
5.1.2 充電システムの種類と動向
5.1.3 車載電力変換器の基礎
5.2 統合電源
5.2.1 統合電源の技術概要
5.2.2 マルチポートコンバータの技術例
5.2.3 システムの複合制御
5.3 展望
第6章 電動車の電磁ノイズ〔小島崇・髙橋篤弘〕
6.1 概要
6.1.1 電磁ノイズに関する規制
6.1.2 電動車の電磁ノイズの特徴
6.1.3 電磁ノイズ対策の現状
6.2 電磁ノイズの発生と伝搬
6.2.1 電力変換器の電磁ノイズ
6.2.2 AMラジオ帯のノイズ伝搬解析
6.2.3 FMラジオ帯のノイズ伝搬解析
6.3 電磁ノイズの抑制・低減
6.3.1 トポロジー最適化によるEMIフィルタ設計法
6.3.2 信号処理を用いたアクティブノイズキャンセル法
6.4 展望
第7章 電動車のシステム制御技術〔伊藤嘉昭・山中玄太郎・中澤輝彦〕
7.1 概要
7.1.1 システム制御の基本構成
7.1.2 システム制御の実例
7.2 電動車における動作点最適化(最適エネルギーマネジメント)
7.2.1 問題設定
7.2.2 非線形項の線形化
7.3 電動パワートレーンの制振制御
7.3.1 HEVの駆動系の構成と振動
7.3.2 パワートレーンのモデル
7.3.3 制振制御1(駆動軸のねじれ振動対策)
7.3.4 制振制御2(エンジントルク脈動の対策)
7.3.5 実験結果
7.4 複数モータ連携駆動システム
7.4.1 2モータシステムの構造
7.4.2 2モータシステムの制御
7.5 展望
第8章 電動車の発展がもたらす電動化社会の将来像〔梅野孝治〕
8.1 「まち」とつながる電動車
8.2 新モビリティへの展開
8.3 循環型社会へ
索引