まるごとわかる！
エンジニアのための電気自動車技術
－押さえておきたい53項目－

【目次】

基礎編

１章　概要
　　　～電気自動車のパワーユニットはこうなっている～

1. １.１　沸騰化する地球を救う電気自動車・電動化
2. １.２　電気自動車の歴史と技術革新
3. １.３　電気自動車・電動化車
4. １.４　電気自動車（BEV）とメリット・ディメリット
5. １.５　電気自動車のモータ駆動系

２章　バッテリから出力電圧を昇降圧するDC-DC変換器
　　　～昇圧できる仕組みと回路設計の流れを理解する～

1. ２.１　DC-DC 変換器
2. ２.２　昇圧チョッパ回路
3. ２.３　昇圧チョッパの動作特性を表す5つの式と動作特性
4. ２.４　降圧チョッパ
5. ２.５　昇圧チョッパの設計

３章　直流から交流を作りだす単相・三相インバータ（1）
　　　～単相・三相インバータの原理と回路動作～

1. ３.１　インバータの原理
2. ３.２　単相インバータ
3. ３.３　三相インバータ

４章　直流から交流を作りだす単相・三相インバータ（2）
　　　～インバータPWM 動作による電圧コントロール～

1. ４.１　インバータのPWM 動作
2. ４.２　インバータによる電圧調整
3. ４.３　電動化自動車のインバータ回路の実例
4. ４.４　インバータの設計

５章　電気自動車に使われる永久磁石同期モータ（1）
　　　～モータの動作原理と永久磁石同期モータの構造を理解する～

1. ５.１　モータの基礎特性
2. ５.２　永久磁石同期モータの構造と特徴

６章　永久磁石同期モータのベクトル制御
　　　～2つのモータ軸を巧みに制御～

1. ６.１　永久磁石同期モータの位置検出
2. ６.２　ベクトル制御の基礎となる電圧方程式とトルク方程式
3. ６.３　ベクトル制御によるモータ駆動

７章　電気自動車の車体
　　　～軽量と低コスト化を指向する車体構造～

1. ７.１　用語説明：ボディ，フレーム，シャシ，ローリングシャシ
2. ７.２　車体構造の特徴
3. ７.３　バッテリパック（電池パック）と車体
4. ７.４　ギガキャストの動向
5. ７.５　モジュラー化のトレンドについて

応用編

８章　電気自動車用パワーユニットの測定・評価
　　　～実際の回路動作を確認～

1. ８.１　測定の目的
2. ８.２　瞬間的な電力損失評価

９章　電気自動車用電気計測の留意点
　　　～プロービング技術を考える～

1. ９.１　デバイス単体の特性
2. ９.２　電流プローブの特性
3. ９.３　電圧プローブの特性

10章　電気自動車電気系の計測器
　　　～製品の多角的解析～

1. 10.１　オシロスコープ
2. 10.２　プロービング固定治具
3. 10.３　フィードバック解析・インピーダンス解析
4. 10.４　電力変換効率の測定
5. 10.５　測定の課題
6. 10.６　安心動作
7. 10.７　パワーユニットの測定・評価　まとめ

11章　エネルギーを回収する回生
　　　～自動車の中のSDGs～

1. 11.１　電力回生と回生で得られる電力
2. 11.２　回生動作
3. 11.３　回生動作の解析モデル
4. 11.４　小型カートによる回生実験

12章　バッテリマネージメント
　　　～多段多並列のバッテリを管理～

1. 12.１　電気自動車用バッテリとして多用されるLi蓄電池
2. 12.２　リチウムイオン蓄電池の動作原理・等価回路
3. 12.３　リチウムイオン蓄電池の測定
4. 12.４　モジュール化とマネージメント

13章　制御（フィードバック制御・スリップ制御）
　　　～モータ制御と車体制御～

1. 13.１　電気自動車の制御
2. 13.２　永久磁石同期モータのモデルベース制御
3. 13.３　電気自動車のスリップ現象（モデルフリー制御）

14章　電気自動車の研究開発に役立つシミュレーション技術
　　　～技術開発の成否を分ける仮想設計，仮想実験，デジタルツイン～

1. 14.１　シミュレーションからデジタルツインへの発展
2. 14.２　仮想設計への適用
3. 14.３　仮想実験への適用

【参考文献】

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• 株式会社アイシン：“電動車のコア部品eAxle（e アクスル）とは？”，https://www.aisin.com/jp/use/
• New! Tesla Unboxed Manufacturing Process（ Cut from 4h Investor Day Presentation）, https://www.youtube.com/watch?v=S8KD-8c9ri4
• 岩崎通信機　スイッチング解析ソフトウェア仕様
• 岩崎通信機 カーブトレーサカタログ
• 岩崎通信機 高度ポリテクセンター パワーエレクトロニクスセミナー資料
• PMK 社（独）差動プローブ取扱説明書
• 岩崎通信機　高度ポリテクセンター　セミナー資料
• 電気学会全国大会H31.3 S20-4 GaN デバイス・スイッチング電圧・電流ひずみの低減化
• 髙木茂行，長浜竜，服部文哉，今岡淳，佐藤大介，平沢一，向山大介，“エンジニアの悩みを解決　パワーエレクトロニクス”，9 章，10 章，コロナ社，初版2 刷，（2023）
• Ryu Nagahama. Issues in measuring switching losses of SiC & GaN devices in an inductor（magnetic device） load. APEC2023, Exhibitor Seminar March, 2023
• Ryu Nagahama. Static and dynamic characteristic tests on magnetic devices PSMA Power Magnetics @ High Frequency2024, workshop Presentations, March, 2024
• 岩崎通信機 長浜竜 高度ポリテクセンター セミナー資料
• 岩崎通信機 長浜竜 電気学会全国大会，H31.3, s20-4 GaN デバイス・スイッチング電圧・電流ひずみの低減化
• PMK（独）カタログ（品名：SKID）
• HPPI 社（独）技術資料，カタログ
• 髙木茂行，長浜竜，服部文哉，今岡淳，佐藤大介，平沢一，向山大介，“エンジニアの悩みを解決　パワーエレクトロニクス”，9 章・10 章，コロナ社，初版2 刷（2023）
• 岩崎通信機 長浜竜，TLP パルスジェネレータを用いた確実なESD（静電ノイズ）検証，JIPE-49-16，パワーエレクトロニクス学会
• 森本雅之：“よくわかる電気機器”，森北出版，第2 版2 刷，pp.132–134（2021）
• CQ 出版ホームページ：　https://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/I/I000102.htm
• CQ 出版ホームページ：　https://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/I/I000375.htm
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• CQ 出版ホームページ：　https://shop.cqpub.co.jp/detail/1824/ 　MOTOR エレクトロニクス No.1
• 板垣昌幸：“電気化学インピーダンス法”，丸善出版，pp.30～37，第2 版（2017）
• 板垣昌幸：“電気化学インピーダンス法”，丸善出版，pp.68～74，第2 版（2017）
• 髙木茂行，長浜竜，服部文哉，今岡淳，佐藤大介，平沢浩一，向山大索：”エンジニアの悩みを解決　パワーエレクトロニクス“，コロナ社，pp.264 ～270（2020）
• 株式会社　共創ホームページ：http://www.collabotech.jp/
• S. Takagi, K. Kitamura, S. Takahashi, A. Sasaki, Y. Kataoka, H. Hirabayashi: ” Evaluation of Charging Characteristics of New Li-Ion Battery with WO3 Electrode Using Regenerative Power from A PMSM”, 2020 IEEE 9th International Power Electronics and Motion Control Conference（ IPEMC2020-ECCE Asia）, pp.28–32（ 2020）.
• 板垣昌幸：“電気化学インピーダンス法”，pp.77～80，丸善出版，第2 版（2017）
• 電気学会・移動体用エネルギーストレージ応用システム技術調査専門委員会：“電池システム技術”，オーム社，pp.18～21（2012）
• 電気学会・移動体用エネルギーストレージ応用システム技術調査専門委員会：“電池システム技術”，オーム社，pp.33 ～38（2012）
• 杉原英治，芦田光平，舟木剛：“自然エネルギー発電の出力変動補償向けたMn 系リチウムイオン電池セルの容量劣化特性に関する一考察”，平成28 年電気学会産業応用部門大会，Y-17（2016）
• ANALOG DEVICE ホームページ：　https://www.analog.com/jp/products/ltc6811-1.html
• ANALOG DEVICE ホームページ：https://www.analog.com/jp/resources/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/dc590b.html
• 堀洋一：”MFC による4WD-EV の増粘着制御シミュレーション”，電気学会研究会資料, 産業計測制御研究会，1，pp.67–72（2000）
• 出口欣高，小笠原悟司，廣田幸嗣，足立修：“電気自動車の制御システム：電池・モータ・エコ技術”，東京電機大学出版局，pp.30–44，（2009）
• 髙木茂行，美井野優：“これなら解ける　電気数学”，コロナ社，pp.131–142（2022）
• 臼田昭司：“例題で学ぶ　はじめての自動制御”，技術評論社，pp.26–37（2018）
• トランジスタ技術SPERCIAL 編集部：“ベクトル制御による高効率モータ駆動法”，CQ 出版，第2 版，pp.45–52（2014）
• 髙木茂行，長浜竜：“これでなっとく　パワーエレクトロニクス”，コロナ社，pp.147–164（2023）
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