開始國產(chǎn)化開發(fā)

　　在國產(chǎn)化項目中，對①磁芯" title="磁芯">磁芯形狀,、②線纜和③供電控制進行了重點開發(fā),。關(guān)于①磁芯形狀，海外生產(chǎn)的為“E字磁芯方形方式”,，變壓器磁芯采用E字形狀的方形,，而國產(chǎn)的則采用了平面為圓形的“平面磁芯圓形方式”（表2）。

　　平面磁芯圓形方式只需在電磁屏蔽" title="電磁屏蔽">電磁屏蔽用鋁板上粘貼平面鐵氧體磁芯,，然后,，在上面一層層纏繞線圈即可完成。不但耦合系數(shù)大,，還能減薄線圈,、擴大縫隙。效率與E字磁芯方形方式基本相同,，但可大幅降低成本,。

　　而E字磁芯方形方式的磁芯需要在非常高的高壓下制造，因此存在模具成本高的問題,。

　　我們當(dāng)時打算不只開發(fā)一種無線供電系統(tǒng),，而是要開發(fā)從低輸出功率到高輸出功率的多種系統(tǒng)，所以E字磁芯方形方式必須根據(jù)輸出功率準(zhǔn)備多種磁芯模具,，但如果使用平面磁芯圓形方式,，即便提高輸出功率，只需擴大面積增加粘貼的平面鐵氧體即可,，更加便于制作,，而且能降低成本。

　?、诘木€纜方面,，存在高頻時電流只流經(jīng)表面附近的集膚效應(yīng)問題。為增加表面積,，采用了集成細(xì)線的絞合線,，增加了細(xì)線的根數(shù)。增加線數(shù)后,，雖然電感會有一定程度的下降,，不過下降幅度有限。

　　電感下降是由于向同一方向流動的電流環(huán)路的交鏈磁通量導(dǎo)致電阻增加的鄰近效應(yīng)所致,。所以我們就采取了讓電流流向相反的雙線化做法（圖8）,。通過這些對策，與海外產(chǎn)品相比,，制造出了將電阻值降至38％以下的高效率線纜,。

圖8：使絞合線平坦化,，降低了電阻值
為減小鄰近效應(yīng)的影響，將線纜進行了7分割,，上下左右各為兩根。

非接觸式" title="非接觸式">非接觸式需要待機階段

　?、酃╇娍刂品矫?，需要根據(jù)來自車輛一方的如何進行充電的充電控制要求來控制供電方。無論是非接觸式還是接觸式,，供電控制都基本相同,，不過非接觸式在開始充電前需要有一個待機階段，這一點不同于接觸式（圖9）,。

 
圖9：無線供電控制的流程
無線供電需要待機階段,。

　　在無線供電中，在車輛到達(dá)之前一次線圈就處于待機階段,。不過,，此時供給電力的話會像電磁爐一樣，放上鐵板就可以烤肉了,。為了不出現(xiàn)這種情況,，一次線圈在車輛到來前會不斷發(fā)出檢測信號，并等待響應(yīng),。另一方面,，車輛會發(fā)出強度信號，利用隨著車輛向一次線圈靠近,，信號越來越強的特點,，通過一次線圈檢測出信號最強的最佳點，發(fā)出最佳位置信號,。車輛收到最佳位置信號后便停在此處,。

　　除此之外，非接觸式和接觸式再無不同之處,。摁下充電開始按鈕后進行相互認(rèn)證,，識別到可以充電的話，車輛會發(fā)出初始值信息,。然后由車輛向充電器發(fā)送電力控制信息,，充電器開始供應(yīng)電力。反復(fù)重復(fù)該動作,，直到車輛電池發(fā)出充滿電的信號后才停止供電,。

　　不過，駕駛員摁下充電停止按鈕時會中止供電,，回到最初的待機階段,。當(dāng)無線供電中出現(xiàn)異常以及駕駛員等摁下緊急停止按鈕等情況時，車輛一移動線圈就會從正上方脫離，停止供電,。然后發(fā)出警報,，警報解除后回到待機階段。

　　作為成果,，我們開發(fā)出了效率為92％,、重35kg、線圈間隙為100mm的30kW非接觸充電系統(tǒng)" title="充電系統(tǒng)">充電系統(tǒng)（圖10）,。

圖10：與海外產(chǎn)品的性能比較
除了效率出色外,，2008年度線圈間隙為100mm，擴大至海外品的2倍,。2009年度在保持效率的同時將縫隙擴大至140mm,。

　　與海外產(chǎn)品相比，該產(chǎn)品的效率提高了6個百分點,，而且將二次線圈的拾音器重量和厚度削減了一半,。縫隙可以擴大至2倍的距離,。實際使用時,，由于線圈被保護罩蓋住，海外產(chǎn)品只有約30mm的縫隙,。而我們的開發(fā)品能以80mm左右的縫隙供電,。此外，在該開發(fā)品面世1年后,，又開發(fā)出了雖然重量稍微增加,，但在相同效率下將縫隙擴大至140mm的產(chǎn)品。

　　2009年,，在奈良公園采用上述開發(fā)的無線供電系統(tǒng)進行了實證試驗（圖11）,。通過在終點站奈良縣政府充電5～6分鐘，在途中的春日大社公交站點充電1分鐘,，獲得了可行駛一圈6km,、30分鐘路程的電量。

圖11：2009年在奈良公園實施的實證試驗
在終點站奈良縣政府和春日大社之間的奈良公園內(nèi)以約30分鐘的路程行駛,。

　　另外,，WEB-1針對約3噸的車重配備了約12kWh的鋰離子充電電池" title="鋰離子充電電池">鋰離子充電電池。與市場上銷售的三菱汽車的“i-MiEV”相比,，i-MiEV的車重約為1噸,，配備了16kWh的鋰離子充電電池。

CO2削減67.6%

　　在奈良公園實施的行駛試驗中,，電池的充電狀態(tài)（SOC）從70％左右逐漸降低,，在春日大社進行的1分鐘充電也只提高了少許,。之后，在縣政府進行約6分鐘充電后,，數(shù)值基本恢復(fù),，行駛中反復(fù)重復(fù)這一過程。從電池的輸出功率來看,，在行駛途中剎車時會產(chǎn)生再生電力,。

　　在該實證試驗中，雖然運行模式改變很多,，但平均下來，與配備柴油發(fā)動機的巴士相比,，將CO2排放量削減了67.6％,。由于獲得了如此出色的結(jié)果，2009年度我們在日本環(huán)境省的資助下制造出了微型電動巴士“WEB-3”（圖12）,。與WEB-1一樣,，該車以日野汽車的“日野Poncho”為原型。WEB-3在地板下方配備了輸出功率為30kW,、縫隙為140mm的無線供電系統(tǒng),。

 
圖12：配備側(cè)跪功能的“WEB-3”
WEB-3配備了采用空氣懸掛的側(cè)跪功能。后座配備了GS湯淺的鋰離子充電電池,。無線供電系統(tǒng)的輸出功率為30kW,，縫隙擴大至140mm。

　　WEB-3采用空氣懸掛,，具備乘降時降低車高的“側(cè)跪（Kneeling）”功能,，由此，地面線圈與車輛線圈的縫隙可降至120mm,。因此,，巴士停車后降低車高，可立即進入充電狀態(tài),。而且,，地面線圈埋入與地面相同的高度，采用了即使從線圈上通過也不會壓壞的耐重型線圈,。