JR東海 HC85系 に日本初搭載、発電用と駆動用のモータに全閉式永久磁石同期機を同時採用_東芝インフラシステムズ

2019.12.21

JR東海 次期特急車両 HC85系 試験走行車には、東芝インフラシステムズが開発した小型 高効率 新型ハイブリッドシステムが搭載されている。

モータと発電機に全閉式永久磁石同期機が同時に採用された鉄道用ハイブリッドシステムとしては、日本初。

JR東海が開発したHC85系は、85系気動車を置き換える次期特急車両。駆動方式は、エンジンで発電した電力とバッテリに貯めた電力とを組み合わせ、モータを駆動して走行するハイブリッド方式。

このハイブリッドシステムに、東芝インフラシステムズのモータ、発電機、バッテリ、車両制御装置、主幹制御器が載っている。

全閉式永久磁石同期モータ(PMSM)と全閉式永久磁石同期発電機(PMSG)は、ともに定格効率97%を実現する高効率な回転機で、エンジン出力を車輪に伝える効率は、モータと発電機に開放型の誘導機を使用した従来型のシステムと比較して10%以上向上。

今回、小型で高出力なPMSGを新たに開発したことで、日本で初めて同時に採用することが可能に。

また、モータ・発電機共に、全閉構造により低騒音化と内部清掃を不要とし、メンテナンス量を軽減。

バッテリは東芝インフラシステムズ製リチウムイオン二次電池 SCiB を採用。ブレーキ時に発生する回生電力を充電し、駅停車時のアイドリングストップ・加速時にこの電力を使うことで、エネルギーを効率的に使用し、燃費は従来比15%向上。

車両制御装置は、車両の駆動用回路に加え、バッテリ充放電用と、車両の補助電源用回路を一体化したコンパクトなパワーユニットを開発。

従来の空冷方式に比べて装置外側の冷却フィンの設置が不要な水冷方式をパワーユニットとバッテリの両方に採用することで、小型・軽量化を実現。

この小型化により、車両制御装置内にバッテリを収納できたことで、すべての駆動システムを車両の床下に搭載できた。


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