東京大學(xué)小型電動(dòng)車(chē)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(chē)研究室（主任：堀洋一教授），開(kāi)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(chē)（EV）“C-COMS”，并向新聞界公開(kāi)。堀教授領(lǐng)導的研究小組一直在做EV操控穩定性及安全性提高方面的研究。此次開(kāi)發(fā)的小型EV是一款試驗車(chē)輛，目的是為了高效進(jìn)行后續研究。 
該車(chē)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(lái)給車(chē)上所配的電話(huà)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(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(chē)體和馬達采用的是豐田車(chē)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(gè)）。逆變器為委托MYWAY技研（總部：橫濱市）開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用產(chǎn)品。之所以要開(kāi)發(fā)專(zhuān)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(kāi)發(fā)。所蓄電能的約90％可以利用。 
據該研究室介紹，馬達的響應時(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)機時(shí)快兩個(gè)數量級。因此與發(fā)動(dòng)機相比，可以進(jìn)行更細微的控制，可以根據路面和車(chē)輛的行駛狀況隨時(shí)調整驅動(dòng)力和制動(dòng)力，實(shí)現比普通汽車(chē)更高的操控穩定性和安全性。 
　　而且，與發(fā)動(dòng)機不同，馬達還具有可以分別安裝到車(chē)輪上的優(yōu)勢?？梢元毩⒖刂破?chē)各輪胎，同樣可以提高操控穩定性和安全性。另外，使用馬達的話(huà)，還可以通過(guò)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(diǎn)。 

　　堀教授的研究室正著(zhù)眼于上述優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行如下技術(shù)的研究：（1）基于馬達高響應性的車(chē)輪空轉防止控制技術(shù)；（2）基于4輪單獨控制優(yōu)點(diǎn)的、用于防止打滑和側滑的二維車(chē)體運動(dòng)控制技術(shù)；（3）通過(guò)馬達電流值推算路面狀況的技術(shù)；等等。 
　C-COMS預定進(jìn)行的試驗包括： 

（1）車(chē)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--根據操舵角推算本應產(chǎn)生的偏航力矩值，利用這一數值與實(shí)際產(chǎn)生的偏航力矩的差值施加反饋力，進(jìn)行接近本應產(chǎn)生的偏航力矩的數值的控制。 

（3）非線(xiàn)性區域的摩擦系數μ的推算λ曲線(xiàn)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(shí)現安全平穩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)和驅動(dòng)力的動(dòng)態(tài)分配控制——給位于不易打滑路面上的車(chē)輪分配較大制動(dòng)和驅動(dòng)力。 

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

（7）基于反電動(dòng)勢研究的旋轉減小控制——利用打滑導致車(chē)輪轉數增大、馬達反電動(dòng)勢增大這一馬達的性質(zhì)，當馬達產(chǎn)生的反電動(dòng)勢增大時(shí)減小車(chē)輪轉數，通過(guò)施加反饋力來(lái)減小打滑。 

（8）協(xié)調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(dòng)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(zhù)控制--利用打滑導致車(chē)輪轉數增大、馬達反電動(dòng)勢增大這一馬達的性質(zhì)，根據決定馬達電流值時(shí)的電壓參數來(lái)減小馬達產(chǎn)生反電動(dòng)勢時(shí)的數值，以此減小打滑。 

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