2022年度公募
seeds-2672 -
【中国・四国】
高温超電導コイルを用いた非接触給電による超急速充電への挑戦
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VISION
ビジョン
低損失化かつ大容量化が可能な「高温超電導コイル」によって充電技術を革新する
USE CASE
最終用途例
大容量バッテリへの急速充電～蓄電池電車から電動推進船，電気自動車まで～
USE CASE 01架線とパンタグラフの摩耗によるメンテナンス，急速充電時の発熱による架線の劣化を解決！
APPLICATION
安全かつメンテナンスフリーな蓄電池電車を現実に
提案システムにより超急速充電が実現すれば，駅停車中に各駅で充電が可能となり，蓄電池車両に搭載するバッテリ容量を低減することができます。さらに，架線のメンテナンスを省くことができます。
USE CASE 02充電コネクタによる感電を無くす！
APPLICATION
電気推進船の充電をより安全に
船の電動化も進んでいます。一方，充電方法はコネクタを用いることが一般的ですが，水回りであるために感電の恐れがあり非常に危険です。これに対して，提案システムを用いれば非接触で大電力を送電できます。
USE CASE 03電気自動車の「充電の渋滞」を解消する！
APPLICATION
充電時間をより早くして，長距離走行を可能に
既存の充電技術では電気自動車への充電時間は，ガソリン車の給油時間に比べて数10倍長くなってしまいます。この問題に対して，提案システムを適用することで短時間充電を実現することができます。
STRENGTHS
強み
高温超電導コイルにより「大電力」，「高効率」，「高エネルギー密度」な非接触給電システムを提供
STRENGTHS 01
送受信コイルの損失を大幅削減
超電導技術により低損失な導体を提供することに加えて，コイル形状を工夫することで，大電流通電可能なコイルを提案します。
TECHNOLOGY
テクノロジー
既存の銅コイルを用いた非接触給電システムに対して充電時間を３分の１に抑えます
TECHNOLOGY 01
超電導技術により送受信コイルの損失を大幅に低減
同じの自己インダクタンスを持つ高温超電導コイルおよび銅コイルのQ値（コイルの指標：高ければ高いほど有利）を測定した結果，高温超電導コイルは銅コイルに比べて，10 kHz以下の低い周波数において約100倍高いQ値が得られることがわかりました。これにより，高温超電導コイルを用いた非接触給電システムは，銅コイルを用いた既存の非接触給電システムに比べて，大容量かつ高効率な電力伝送が可能です。
【参考文献】 : R. Inoue, et al.,IEEE Trans. Appl. Supercond. vol.27, no.1, (2017) ,5400106
TECHNOLOGY 02
動作周波数の低周波化により車体やレールに発生する鉄損を低減
高温超電導コイルは，10 kHz以下の低い周波数において高いQ値が得られます。そのため，従来の銅コイルを用いた非接触給電システムの動作周波数（数10kHz以上）に比べて，提案システムの動作周波数は約10分の1以下（数kHz）まで低周波化が可能です。その結果，大電力送電を行いながら，車体やレールなどの筐体に発生する鉄損を抑えることができる可能性があります。
【参考文献】 : 井上良太 他, 低温工学 55巻,1号 (2020)
PRESENTATION
共同研究仮説
2050年カーボンニュートラル達成のために必要な「新しい技術」を創出しませんか？
共同研究仮説01
600 kW級の提案する非接触給電システムの開発
実規模レベルの提案システムを試作し，有効性の評価を行う。
提案システムのみ最適設計を行ったとしても，車両の種類によって必要な電力容量が異なることから，蓄電池電車全体を最適化することができません。そこで，実車全体に適したシステム設計を行う必要があり，技術的な障壁を解決するための鉄道関連会社との共同研究を求めています。
共同研究仮説02
実車の車体やレールに発生する損失および電力変換器の損失測定
筐体に発生する損失の評価を行う。
大容量非接触給電システムを実現させるためには，提案する非接触給電部のみではなく，漏洩磁場の影響や電力変換器における損失の評価を行う必要があります。そのため，パワエレ関連企業との共同研究を求めています。
EVENT MOVIE
イベント動画
RESEARCHER
研究者
井上良太
岡山大学 学術研究院
自然科学学域（工）（助教）
自然科学学域（工）（助教）
経歴
“主に高周波磁気デバイス，非接触給電，ならびに超電導コイルや
超電導交流機器の開発に従事。
■経歴
2017年4月-2020年03月 独立行政法人日本学術振興会 特別研究員（DC）
2017年4月-2020年03月 東北大学 大学院工学研究科 博士課程後期課程
2020年04月-現在 岡山大学 大学院自然科学研究科 助教
■受賞歴
パワーアカデミー 萌芽研究優秀賞（2022）
27th International Conference on MAGNET TECHNOLOGY Outstanding Presentation Awards（2021）
低温工学・超電導学会 優良発表賞（2021）
電気学会全国大会 電気学会優秀論文発表賞（2017）
■researchmap
https://researchmap.jp/r_inoue”
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