共同研究部門
先端車輌基盤技術研究(ケーヒン)Ⅱ

共同研究部門

Collaborative Research Division

先端車輌基盤技術研究(ケーヒン)Ⅱ

Fundamental Research of Advanced Vehicle Technology (KEIHIN)Ⅱ

教 授
大林 茂
Professor
Shigeru Obayashi
准教授
下山 幸治
Associate Professor
Koji Shimoyama
教授
小宮 敦樹
Professor
Atsuki Komiya
助 教
岡島 淳之介
Assistant Professor
Jnnnosuke Okajima
准教授
高奈 秀匡
Associate Professor
Hidemasa Takana
アドバイザリー
フェロー
仲野 是克
Advisory Fellow
Yoshikatsu Nakano
特任准教授
(客員)
相澤 秀幸
Specially Appointed
Assosiate Professor
Hideyuki Aizawa

 東北大学流体科学研究所と株式会社ケーヒンは、共同研究部門「先端車輌基盤技術研究(ケーヒン)」(2015年4月~2018年3月)を推進し、成果を得ることができました。 第二期として、第一期と同じ構成で「先端車輌基盤技術研究(ケーヒン)Ⅱ」(2018年4月~2021年3月)として、車輌の電動化として期待される基盤技術の研究を推進いたします。 本共同研究部門では、主に数値流体力学(Computational Fluid Dynamics)を用いたシミュレーション技術及び実験検証の高度化と、その応用に関する研究を行っています。 東北大学流体科学研究所は、このような次世代技術の研究をもとに、ケーヒンとの共同研究を実施することにより環境性能に優れた魅力ある製品開発に直結した新しい価値創出を目指します。

氏 名 所属部局・職名 共同研究における役割
大林 茂 流体科学研究所・教授 全体統括
下山 幸治 流体科学研究所・准教授 空調領域統括・温度場高精度予測・最適化実施
小宮 敦樹 流体科学研究所・教授 伝熱領域研究の統括・温度場計測実施
岡島 淳之介 流体科学研究所・助教 伝熱促進の計算
高奈 秀匡 流体科学研究所・准教授 モータの物理モデル構築と解析手法の確立
仲野 是克 流体科学研究所・アドバイザリーフェロー 研究評価・進捗管理
相澤 秀幸 流体科学研究所・特任准教授(客員) 電動車輌研究テーマにおける解析と実験実施/管理・推進
電動車輌に向けた熱マネ・熱制御、モータ高効率化に向けた電動化技術の研究
     

【背景】
近年低炭素社会の実現へ向け、電動車輌の高効率・省電力を実現する熱マネージメントシステムのニーズが高く、熱制御及び熱源となる損失の低減が要請されています。
 【現状と課題】
熱制御に影響を与える損失には、正確に捉え、材料ポテンシャルを限界まで使い切ることが困難なものが多く存在します。また、その抑制時には小型化や低コスト化との相反特性を、設計段階で把握する必要があります。
 【目的】
熱制御へ向けた回転磁場中でのエネルギ損失の解明と特性評価・解析技術の確立を行います。
 【期待される成果】
東北大学の電磁機能流動熱流体科学に関する知見やスーパーコンピュータ等の活用により、熱マネージメントの理論的技術構築が可能となります。その結果、電動車輌の高効率・省電力に貢献します。



電動車輌用高熱流束冷却システム研究

【背景】
近年低炭素社会の実現へ向け、電動車輌の高効率・省電力を実現する熱マネージメントシステムのニーズが高く、熱制御及び熱源となる損失の低減が要請されています。
 【現状と課題】
電動車輌のモータ、バッテリー間の電力をコントロールするパワーコントロールユニットには、電力変換素子が多数内蔵されています。 現行の空冷・液冷システムでは熱輸送能力に限界があり、更なるパワーコントロールユニット小型化を達成する高熱流束冷却システムを実現する必要があります。
 【目的】
現行システムの冷却性能を大きく凌駕する、高熱流束冷却システムを実現に向け、システム開発を行います。
 【期待される成果】
東北大学が保有する高度な伝熱制御工学の知識と創造性を用いた、現象の可視化と高熱流束冷却実現に向けた伝熱予測及び伝熱促進技術を確立し、冷却システム最適化設計が可能となります。





小型・低負荷空調ユニットの熱流動可視化と高精度予測及び最適化研究

【背景】
電動車輌の消費電力削減、また乗員の快適性向上や車室内空間拡大など、近年それらニーズをバランス良く満たす空調ユニットの小型・低負荷が求められています。しかし、それら要求からユニット内流路形状の複雑化が進んでおり、限られたスペースで冷風と暖風を混合し、適切な温度と風量で吹き出し口へ配風する仕様を満たす設計が難しくなってきているため、熱流体シミュレーション技術(特に温度場予測精度)が今後の設計には極めて重要であり、その研究開発が必須となります。
 【目標】
空調ユニット内部の冷風/暖風混合の物理的なメカニズム解明による、熱流体シミュレーション解析精度の向上を図り、更にこの解析技術を用いてユニット内設計因子への影響度を明確にし、空調ユニット最適化設計の技術を構築します。
 【期待される成果】
東北大学の流体科学 及び 伝熱制御に関する理論的な知見と実験的なノウハウにより、流れの壁面境界層や冷風/暖風混合場のメカニズムを把握することが可能となり、更に、実測データから熱流体シミュレーション解析精度に関わる主要な設定パラメータ(乱流プラントル数、壁面熱伝達係数、ヒーターコアの発熱量など)を関数化し、温度場予測の高精度化をはかることで、開発初期段階から適用できる小型・低負荷空調ユニットの最適化設計が可能となります。

共同研究部門
先端車輛基盤技術研究分野