東京大學小型電動車充電1～2分鐘行20分鐘

　　東京大學生產(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分鐘的小型電動汽車（EV）“C-COMS”，并向新聞界公開。堀教授領導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是一款試驗車輛，目的是為了高效進行后續(xù)研究。 

　　該車最大特點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算機供電。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。 

　　車體和馬達采用的是豐田車體的小型EV“COMS”及其配備的馬達（最大輸出功率2kW、額定輸出功率300W的三相交流馬達2個）。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，馬達的響應時間（從收到輸入信號到產(chǎn)生扭力之間的時間）只有幾ms。比使用發(fā)動機時快兩個數(shù)量級。因此與發(fā)動機相比，可以進行更細微的控制，可以根據(jù)路面和車輛的行駛狀況隨時調(diào)整驅(qū)動力和制動力，實現(xiàn)比普通汽車更高的操控穩(wěn)定性和安全性。 

　　而且，與發(fā)動機不同，馬達還具有可以分別安裝到車輪上的優(yōu)勢。可以獨立控制汽車各輪胎，同樣可以提高操控穩(wěn)定性和安全性。另外，使用馬達的話，還可以通過電流值準確計算扭力大小，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。 

　　堀教授的研究室正著眼于上述優(yōu)點進行如下技術(shù)的研究：（1）基于馬達高響應性的車輪空轉(zhuǎn)防止控制技術(shù)；（2）基于4輪單獨控制優(yōu)點的、用于防止打滑和側(cè)滑的二維車體運動控制技術(shù)；（3）通過馬達電流值推算路面狀況的技術(shù)；等等。 
　C-COMS預定進行的試驗包括： 

（1）車體滑動角的推算及控制。 

（2）基于偏航力矩研究（Yaw Moment Observer）的DYC（Direct Yaw Moment Control）控制--根據(jù)操舵角推算本應產(chǎn)生的偏航力矩值，利用這一數(shù)值與實際產(chǎn)生的偏航力矩的差值施加反饋力，進行接近本應產(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——根據(jù)車輪速度和車體速度求出空轉(zhuǎn)率λ，再根據(jù)μ-λ曲線推算μ達到最大值的扭力指令值。 

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

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

（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)計算出增加車輪牽引力的目標——車輪速度，然后根據(jù)目標值和實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值。 

（7）基于反電動勢研究的旋轉(zhuǎn)減小控制——利用打滑導致車輪轉(zhuǎn)數(shù)增大、馬達反電動勢增大這一馬達的性質(zhì)，當馬達產(chǎn)生的反電動勢增大時減小車輪轉(zhuǎn)數(shù)，通過施加反饋力來減小打滑。 

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

（9）模擬他勵直流馬達力矩降低特性的粘著控制--利用打滑導致車輪轉(zhuǎn)數(shù)增大、馬達反電動勢增大這一馬達的性質(zhì)，根據(jù)決定馬達電流值時的電壓參數(shù)來減小馬達產(chǎn)生反電動勢時的數(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。