財団法人神奈川科学技術アカデミー

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『次世代パワーエレクトロニクス』プロジェクト

終了プロジェクト

研究概要

 神奈川県とKASTは、県内の産・学・公が一体となって地域課題・産業マクロニーズに取り組む地域産学公結集共同研究事業(神奈川産学公プロジェクト)を展開しています。

 2005年に発効された京都議定書における温室効果ガスの排出量削減の達成など、地球温暖化対策は私たちにとって重要な課題となっています。こうした中で、神奈川県は、2006年に「神奈川県地球温暖化地域推進計画」(新アジェンダ21かながわ)を策定、同時に「かながわ電気自動車普及推進協議会」を立ち上げ、将来に向けた環境整備を進めています。

イメージ

 「パワーエレクトロニクス」とは、電力を制御したり、変換したりすることによって、効率的に電気を利用する技術のことです。そしてこの技術は、電気自動車の効率化や、日常的に使う家電製品などの省エネルギー化を進める上で極めて重要なコア技術でもあります。私たちのプロジェクトでは、この技術の向上を目的に、県内の大学が持つ研究成果や企業の技術力を活かして、小型で高効率な電気自動車を提案するとともに、そのために必須となる高密度で耐熱性に優れたパワーデバイスの実装技術と信頼性評価技術の開発を行います。

 また、本研究で得られた成果を基に更なる研究を展開し、県内中小企業のための持続的な体制づくりとして、信頼性評価を軸とした公共試作開発ラボの確立をめざします。

プロジェクトリーダー

河村 篤男
(横浜国立大学教授)


神奈川産学公プロジェクト

研究体制

期間 2008年4月~2011年3月
参画機関 横浜国立大学
神奈川県産業技術センター 企業他

体制

『次世代パワーエレクトロニクス』プロジェクト体制

研究内容

エコカー
提供 :藤本博志研究室

エコ未来型電気自動車の提案と実現

  高効率のエコ未来型電気自動車を具現化します。具体的な特徴としては、省エネに一番効果のある電気エネルギーマネージメント部の小型軽量化、高効率化などのパワーエレクトロニクス技術を核として、運動エネルギー完全回生などを目指します。車の最終的なイメージは、“都市内近距離走行用で、4人乗り小型電気自動車、充電は手軽にでき、電費世界一のエコカー”で、この実現に向って研究を進めます。

 電費とは・・・
1トンの車体質量に換算した1kwhあたりの走行距離

電気自動車のエネルギーフロー
電気自動車のエネルギーフロー

パワーデバイス高集積化に対応する実装技術の開発

  高効率でなおかつ走行性居住性にすぐれた都市型電気自動車あるいは省エネルギー型分散電源を実現するためにキーとなるパワーデバイスを見据えた大電流高密度・高耐熱性技術を開発、超小型実装の基盤技術を確立します。

パワーデバイス実装拡大図
パワーデバイス実装拡大図

(第1チーム) 封止材料用高耐熱樹脂

 SiC系のパワーデバイスでは高温での高効率作動が必須となり、従来の絶縁・封止技術では接続部への機械的な負荷と耐熱性の両面で対応が難しく、新たに300℃に達する高耐熱性の封止材料が必要となります。ここでは、高耐熱骨格のマトリックス樹脂と成形時に耐熱性強靭化高分子をin-situ(その場)重合させる研究により300℃のバリアを打破する材料を開発します。

シミュレーションによる接続信頼性評価
シミュレーションによる接続信頼性評価

(第2チーム) 高密度実装評価

 パワーモジュールの試作を実施する前に使用条件下におけるモジュールのシミュレーション技術を確立します。この技術では電気・熱・構造・破損の一連の使用状況を再現することができ、これによってモジュールの実装接合部の信頼性問題の課題を設計段階から明らかにすることができます。また、ナノ粒子などの新接合材料や接合部の微細化に備え、ミクロン接合体の非接触かつ高精度の材料特性の評価技術を確立します。

 

(第3チーム) 接合工法及び評価

 高耐熱接合技術の開発のため、接合材料としては高温鉛フリーはんだに加えてナノ粒子など新材料の接合技術への応用を狙った研究やその接合工法の開発を行います。さらに、これらの材料、工法で形成した接合の高温・大電流密度下における高耐熱化の可能性を明らかにします。また、これらの研究を遂行することにより、高耐熱接合の評価技術の獲得を行います。

イノベーションセンター 研究支援グループ
TEL:044-819-2034 FAX:044-819-2026
研究推進グループ E-mail : res@newkast.or.jp

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