つくばレースに参加する車体につけるカウルの下地型が完成

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 107日筑波サーキットでの電気自動車(EV)レースへの参加を目指して活動を進めています。当日のレースでは、強化プラスチック(FRP Fiber-Reinforced Plastic)で製作した車体カバー(カウル)を装着します。発泡スチロールで作った下地型の上に樹脂でガラス繊維を貼り付け、下地型の形状を再現したFRPを製作します。発泡スチロールを剥がす、あるいは溶かすと、下地型の形状と同じ形のFRPが残ります。仕上げに塗装を施せばカウルの完成です。 

カウル製作では、化学材料を扱うことから、応用化学科の須磨岡先生に担当していただいています。これまで、単純な直方体形状で小型(10㎝×10㎝)サイズの試作から始め、円錐形で長さ40㎝程度まで試作サイズを大きくしてきました。一連の試作で、EV車体に取り付けるサイズの大型カウルも作れる製作手順を確立しました。 

レース用に購入・製作したカート車体とその図面を参考に、3次元CADでカウルの設計を行いました。さらに、3 次元の設計データから一定間隔の2D断面形状データを抽出し、これを使って10枚の発砲スチロールを切り出しました。これらを接着材で接着し、全体が滑らかとなるように表面にサンドペーパーをかけましたた。出来上がったのが写真の下地型です。
 現在、下地型の上にガラス繊維を樹脂で貼り付け、カウルの原型を作っています。センスの良い学生にカウルのデザインを考えてもらい、カウルを取り付けたカート車体でレースに参加します。


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オープンキャンパスで19名の高校生が電気自動車に試乗してくれました

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 107日筑波サーキットでの電気自動車(EV)レースへの参加を目指して活動を進めています。レース用の車体を83日に組み上げました。85日のオープンキャンパスでは、高校生に試乗を呼びかけました。当日は、19名の高校生が試乗に挑戦してくれ、小型ながらも人を運ぶほどのパワーを持つモータの能力に驚いていました。 

731日に納入された車体は、4年生が中心となって組立てを始ました。83日のパワートレイングループの活度では、EV自動車が完成し、人が乗って走れることを確認しました。この時点での懸念点は、モータ駆動用インバータに使われているパワーデバイス(MOSFET)が、人を乗せた走行では加熱してしまうことでした。対策として、試乗の間に時間を見つけ、冷却用のヒートシンクを取りつけることにしました。

 85日の朝に「試乗会場」の案内を掲示し、スタート位置から走って戻ってくるコースを決めました。高校生が運転しやすいよう、道に緑のテープを貼ってモデルコースを示しました。準備は整いましたが、朝から気温が高く、MOSFETの冷却には不利な状況となっていました。
 希望者を募っていると、試乗してみたいという高校生が現れ、早速、試乗してもらうことにしました。EVメンバーの1人がLEDライトの指示灯を持って先導し、もう1人がコースと指示する中、高校生を乗せた車体はゆっくりと走りました。反対側の交差点で回転し、無事に戻ってきました。その後、何人もの高校生に試乗してもらい、昼過ぎまで試乗を続けました。お昼休みの見学者の少ない時間にMOSFETにヒートシンクを取り付けました。
 ヒートシンクの追加で安心していましたが、ある高校生の試乗をしている時、インバータ基板から焦げる匂いがしました。停止させて調べてみると、MOSFETがショートし、抵抗が焼けたようでした。ヒートシンクで放熱性を改良しましたが、35℃を超える暑さで十分な放熱が得られなくなったようです。 

 今回の経験をもとに、より大容量のMOSFETに交換し、ヒートシンクを取り付ける改良を行うことにしました。また、他にも改造すべき点が見つかり、改良を検討しています。いろいろありましたが、オープンキャンパスで高校生に試乗する場を提供できたことは大きな成果でした。


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人が乗れるEV自動車カートをオープンキャンパスで展示します

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 107日筑波サーキットのレース参加を目指して活動を進めています。レースに参加できるキットカートが、731日に納入されて組み立てを始めました。これまでに、製作してあったインバータ基板とモータを搭載し、人を乗せて走れるようになりました。 

731日にカートが納入されましたが、この週はあいにくの期末試験の期間でした。1~3年生は試験が優先です。4年生も卒業研究Ⅰの発表準備があり多忙な時期でしたが、時間を見つけてコツコツを作り続けてくれました。
 83日の午前中には、電気電子工学科の学生が関係している試験がほぼ終わりました。EVプロジェクトのメンバーは2時に研C-115に集まり、活動を始めました。インバータ基板の可変抵抗とホール素子はこれまで、基板に直接半田付けしていましたが、この方式では基板交換が大変でした。そこで、この部分をコネクター化する改造を行いました。また、レース用にモータの巻き直しを行いました。 

基板の改造が終わった5時半から、カートへの基板、モータ、バッテリーの取り付けを始めました。モータの回転をタイヤに伝えるチェーンの緩みを調整し、基板にソフトを書き込み、カートが完成したのは7時頃でした。メンバーがカートの周りに集まり、4年生の前君がカートに乗り込み、いよいよ試走です。慎重に持ち手のアクセルを回すと、カートはゆっくりと走り始めました。「動いた!」と喜んだものの、10mほど走ったところでパワーデバイスに焦げが見つかりました。 

動作を確認したということで、一旦、全員での活動を終え、数名が残って故障原因の解決にあたりました。ああでもない、こうでもないと基板やモータを調べているうちに夜も遅くなりましたが、無事に解決し、85日のオープンキャンパスでデモ動作する準備が整いました。
     **** パワートレインメンバーの頑張りに感謝! 感謝! ****

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筑波サーキットレース用キットカートでデモ走行を体験しました

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 
107日筑波サーキットのレース参加を目指して活動を進める中で、レース参加用のキットカートについて知りたいという意見がメンバーから上がりました。提供元であるCQ出版さんに相談しましたところ、CQ出版さんのご好意で、実際のカートを車で持ってきていただき、学内でデモ走行していただけることになりました。 

デモの日時は711日(水)の13:00からで、EVプロジェクトが活動に使っている研C-121の前で行いました。当日は、パワートレイングループを中心とした10名ほどの学生と、プロジェクトを担当している教員3名も参加しました。デモ用カートは、今年の624日に開催された筑波サーキットレースに参加した車体です。
 カートを机の上に置き、CQ出版の方の説明を聞きながら、メンバー各自で機械構造や電装部品・配線について調べました。インバータをスイッチングするパワー半導体MOSFETは、標準より1ランク上の大容量素子に変更され、冷却フィンが取り付けられていました。回転数を調整用の可変抵抗及びロータの位置検出用ホール素子と、インバータ基板とを接続するケーブルは、半田付けてなくコネクターに変更されていました。この部分は半田付けが難しく、断線を起こしやすい部分との共通認識があり、すぐに変更することにしました。また、1年生が分担してカート寸法を測定するなど、メンバー全員が技術やノウハウの吸収に努めました。 

その後、1年生と代表者数名が、カートに乗って試走しました。試乗したメンバーは、小さなモータでありながら人をも乗せて走る力強さに電気自動車のすばらしさを体感し、レース参加への意気込みを一層高めました。


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キットカートで10月7日の筑波サーキットレースに参加します

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 20174月からEVプロジェクトを始め、14カ月が経過しました。EVプロジェクトでは、現在、車体フレームグループを中心に1号機の製作を精力的に行っていますが、もう少し時間がかかりそうです。このままだと、工学部の設立年度2015年に入学した4年生は、レースや学内試走などのイベントを経験せずに卒業を迎える可能性もでてきました。 

パワートレインの方は、4輪駆動のモータ、インバータ、制御系が完成しており、レースに参加したいという意見がでてきました、また、戦略的教育プログラムは4年計画で進んでおり、中間タイミングでのイベントがあった方がよいという意見も出ています。
 現在、製作中の1号機用モータにはCQ出版が提供している製品を使う計画です。CQ出版ではモータを搭載して人が乗れるカートも提供しており、それをベースとしたレースも開催しています。今年はこのレースが始まって5年目ということで、年に2回のレースが予定されています。また、5周年の記念大会ということで、通常のレースでは認められていないカウル装着も認められています。

79日全体会での話し合いで、CQ出版のキットカートを導入し、107日の筑波サーキットレースに参加することに決まりました。レースでは、2個のバッテリを使って1週が約2kmのコースを、30分で何周できるかを競います。モータの巻き方やインバータ基板への改良を加え、東京工科大学のロゴの入ったカウルを付けてレースに参加します。

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上級生が新入生に活動に必要な専門知識と技術を教育しています

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 新入生に対し、大学のガイダンスと新入生学部交流会でEVプロジェクトを紹介し、昼休みに開催した説明会で活動内容・状況について新入生に詳しく説明しました。この結果、機械工学科、電気電子工学科、応用化学科から20名を超える新入生が加わってくれました。

新入生は、4月末の全体会を経て、5月から車体フレーム、パワートレインのそれぞれのグループに分かれ活動を始めました。昨年は初年度いうこともあり、教員が中心となって活動を進めてきました。EV製作に必要な専門知識はもちろんのこと、機械加工や半田付けといった実作業についても教員がアドバイスしてきました。
 EVプロジェクトを立ち上げる時に、EV製作に必要な専門知識や技術は上級生が下級生に指導し、このプロジェクトを継続していく方針を立てました。パワートレインでは、上級生がEVで使用する永久磁石同期モータの構造、インバータを使ったモータ駆動の専門知識を説明しました。さらに、半田付けについての安全教員を行った後、実際に半田付け作業を行いました。現在、新入生はモータとインバータを作成するとともに、PLCのソフト教育を受けています。 

新入生もできるだけ早く、EV試作の戦力となって活躍してくれることを期待しています。また、上級生が新入生を教育していく制度を、来年度以降も継続していきます。


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モータで軽自動車のタイヤを回すことができました

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 
これまで、車体フレームとパワートレインは、別々の試作を進めてきましたが、双方で試作したタイヤの回転機構とモータを組み立て、動作させる時が来ました。モータにタイヤを取付けた状態で手で回わしてみると、タイヤは問題なく回りました。緊張しながら、インバータ基板にスイッチを入れ、回転の制御つまみを回すと、ゆっくりとタイヤが回りだしました。 

昨年、活動が始まった時から、パワートレイン班では基板とモータを作り始め、9月頃には試作を終えました。完成したモータをもとに、車体フレーム班でタイヤと接続する機構の設計、加工材料の購入、試作を行ってきました。今年度に入ってモータと回転機構を仮り組みしながら、追加工を行こない、最終的にタイヤの固定板が回転する動作を確認しました。 

617日のオープンキャンパスでは、実際のモータで実際のタイヤを駆動するデモ展示することになりました。タイヤを取付ける台を用意し、この台にモータと回転機構部を固定しました。軽自動車用のタイヤを購入し、4本のネジで回転機構に止めつけました。メンバーが見守る中、基板のスイッチをいれ、回転制御用のつまみを回るとタイヤはゆっくりと回りだしました。

 回って当然といえば徒然ですが、実際のタイヤが回っているのを見るとやはり感動します。基板とモータ作りをやってきたパワートレイン班からは、「車を作っていたいたんだ」という感想が飛び出しました。今回の結果で弾みをつけ、今後、1か月でタイヤ4本を回せるようにしていきます。


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バッテリ電源でアクセル、ブレーキ、ハンドルに対する動作を確認

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 試作中の電気自動車(EV)では、4つの車輪を4台のモータで駆動する方式をとります。アクセルとブレーキで4台のモータを同時に加減速させたり、ハンドルを操作で前輪タイヤの回転数を、左右で調整させたりする必要があります。このための仕組みとして、PLCprogrammable logic controller)で4個のモータを制御する構成を考えました。 

これまでに、基板上の抵抗をスイッチで、一連の動作を確認してきましたが、より現実に近い構成で動作確認を行うこととしました。このため、以下の改良を施しました。
 基板上の可変抵抗を、ゲーム用のアクセル、ブレーキ、ハンドルに連動させ、実際の 操作に近づけました。
 電源を、電圧・電流制御された直流電源からバッテリーに変更しました。
 バッテリー使用での安全を確保するため、緊急停止スイッチ、過電流検知でインバータ基板への電流を遮断するインターロックを追加しました。

 最初の構成では想定外の動きも起きましたが、ソフトグループとハードグループが連携して問題解決にあたり、所望の動作が得られるようになりました。今後は、実際の車体フレームに、試作した電装品を取付け、配線します。

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カウル製作にパワトレの学生が加わり3DのCAD設計を終えました

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の高木です。
 電気自動車(EV)の製作チャレンジでは、EVを構成する主要部であるカウル、車体フレーム、パワートレインのグループに分かれています。この中で、カウルは車体のカバーで、その形状が走行時の空力抵抗を決めるとともに、デザインは車体の印象を決める車の顔です。強化プラスチック(FRP Fiber-Reinforced Plastics)で製作することから応用化学科の須磨岡先生を中心に製作を進めてきました。

  EVプロジェクトは、今年度に入って、カウル、車体フレーム、パワートレインをまとめるフェイズに入りました。カウルもこれまでの試作で得られた製作ノウハウを活用し、車体に取り付ける大型カウルの試作を開始しました。CADによる3次元設計が必要となることから、パワートレインのメンバーがCAD設計に加わるとともに、試作にも参加することにしました。 

 まずは、車体先頭部のカウルを製作することとし、CAD設計を行いました。車体フレームで設計した金属パイプに対し、一回り大きな複数の直方体で覆う構造をベーストし、コーナを円弧で丸め、先端をとがらせた形状としました。また、車体フレーム前方にある鉄板に穴をあけ、これと対応するカウルの位置にも穴をあけ、ネジの供締めで取り付けることとしました。
 CAD設計が終ったことから、次のステップでは、スチ―ロールフォームを使ってFRPの下地となる型を作成します。

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20日の説明会に30名以上が参加! 23日は全大会を開催

| 投稿者: プロジェクトEVスタッフ

こんにちは、電気電子工学科の岡田です。
 無事、2年生に進級することができました!そして今回、2度目のブログ投稿をさせていただきます。

 420()、新入生向けのEVプロジェクト説明会が開催されました。工学部機械工学科、電気電子工学科、応用化学科から30名以上の新入生が集まり、幸先のよい説明会となりました。中には2年生からもエントリーがあり、ますます賑やかになりそうです。

最初に機械工学科の本名さんからプロジェクトの概要について説明があり、続いて、昨年の学生フォーミュラを見学した結果が紹介されました。その後、パワートレイングループ4年の高橋さんによるモーターの実演や、車体フレームグループからモーターにつながるギヤーとタイヤの紹介が行われました。今後、パワートグループではモーターを4つ並べて四輪駆動を再現し、車体フレームグループはパイプ溶接により車体を組み上げます。

次回は、以下のように活動を行います。ぜひ、お越しください!

   日時: 323()1830
  場所: 研C-313(工学部会議室)
    内容: 全体会及びグループ活動

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