東京大學(xué)小型電動(dòng)車充電1～2分鐘行20分鐘

東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所第三部電氣汽車研究室（主任：堀洋一教授），開發(fā)成功了充電1～2分鐘后可以平均20km/h的速度行駛20分鐘的小型電動(dòng)汽車（EV）“C-COMS”，并向新聞界公開。堀教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組一直在做EV操控穩(wěn)定性及安全性提高方面的研究。此次開發(fā)的小型EV是一款試驗(yàn)車輛，目的是為了高效進(jìn)行后續(xù)研究。 
該車最大特點(diǎn)是蓄電池使用的是電雙層電容器。雖然也配備有12V的鉛蓄電池，但“只是用來給車上所配的電話和計(jì)算機(jī)供電。行駛中不使用充電電池”（該研究室）。配備的電容器為日清紡的“N’s Cap”（耐壓105V、靜電容量200F）。三個(gè)電容器并聯(lián)為一組，然后再7組串聯(lián)，形成耐壓105V、靜電容量80F的蓄電池裝置。 
車體和馬達(dá)采用的是豐田車體的小型EV“COMS”及其配備的馬達(dá)（最大輸出功率2kW、額定輸出功率300W的三相交流馬達(dá)2個(gè)）。逆變器為委托MYWAY技研（總部：橫濱市）開發(fā)的專用產(chǎn)品。之所以要開發(fā)專用逆變器，原因就是與充電電池不同，電雙層電容器的輸出電壓變化很大。針對這一特性，進(jìn)行了支持30～100V輸入電壓的開發(fā)。所蓄電能的約90％可以利用。 
據(jù)該研究室介紹，馬達(dá)的響應(yīng)時(shí)間（從收到輸入信號到產(chǎn)生扭力之間的時(shí)間）只有幾ms。比使用發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)快兩個(gè)數(shù)量級。因此與發(fā)動(dòng)機(jī)相比，可以進(jìn)行更細(xì)微的控制，可以根據(jù)路面和車輛的行駛狀況隨時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)比普通汽車更高的操控穩(wěn)定性和安全性。 
　　而且，與發(fā)動(dòng)機(jī)不同，馬達(dá)還具有可以分別安裝到車輪上的優(yōu)勢?？梢元?dú)立控制汽車各輪胎，同樣可以提高操控穩(wěn)定性和安全性。另外，使用馬達(dá)的話，還可以通過電流值準(zhǔn)確計(jì)算扭力大小，所以還具有可與檢測路面狀況的傳感器配合使用的優(yōu)點(diǎn)。 

　　堀教授的研究室正著眼于上述優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行如下技術(shù)的研究：（1）基于馬達(dá)高響應(yīng)性的車輪空轉(zhuǎn)防止控制技術(shù)；（2）基于4輪單獨(dú)控制優(yōu)點(diǎn)的、用于防止打滑和側(cè)滑的二維車體運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)；（3）通過馬達(dá)電流值推算路面狀況的技術(shù)；等等。 
　C-COMS預(yù)定進(jìn)行的試驗(yàn)包括： 

（1）車體滑動(dòng)角的推算及控制。 

（2）基于偏航力矩研究（Yaw Moment Observer）的DYC（Direct Yaw Moment Control）控制--根據(jù)操舵角推算本應(yīng)產(chǎn)生的偏航力矩值，利用這一數(shù)值與實(shí)際產(chǎn)生的偏航力矩的差值施加反饋力，進(jìn)行接近本應(yīng)產(chǎn)生的偏航力矩的數(shù)值的控制。 

（3）非線性區(qū)域的摩擦系數(shù)μ的推算λ曲線推算μ達(dá)到最大值的扭力指令值。 

（4）旨在尊重駕駛者意圖、實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)加減速的速度圖形的實(shí)時(shí)生成。 

（5）基于橫向力推算的制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)力的動(dòng)態(tài)分配控制——給位于不易打滑路面上的車輪分配較大制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)力。 

（6）基于模擬追蹤控制的牽引控制——根據(jù)指令力矩和路面狀態(tài)計(jì)算出增加車輪牽引力的目標(biāo)——車輪速度，然后根據(jù)目標(biāo)值和實(shí)際值的差來施加反饋力，增加車輪牽引力使車輪速度接近目標(biāo)值。 

（7）基于反電動(dòng)勢研究的旋轉(zhuǎn)減小控制——利用打滑導(dǎo)致車輪轉(zhuǎn)數(shù)增大、馬達(dá)反電動(dòng)勢增大這一馬達(dá)的性質(zhì)，當(dāng)馬達(dá)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢增大時(shí)減小車輪轉(zhuǎn)數(shù)，通過施加反饋力來減小打滑。 

（8）協(xié)調(diào)利用力量大但響應(yīng)性低的油壓及力量小但響應(yīng)性高的電氣的制動(dòng)力和牽引力的控制。 

（9）模擬他勵(lì)直流馬達(dá)力矩降低特性的粘著控制--利用打滑導(dǎo)致車輪轉(zhuǎn)數(shù)增大、馬達(dá)反電動(dòng)勢增大這一馬達(dá)的性質(zhì)，根據(jù)決定馬達(dá)電流值時(shí)的電壓參數(shù)來減小馬達(dá)產(chǎn)生反電動(dòng)勢時(shí)的數(shù)值，以此減小打滑。 

　　堀教授的研究此前已經(jīng)開發(fā)了3輛EV，此次開發(fā)的是第4輛。