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東京モーターショーは2023年より、モビリティ業界を起点とした共創プラットフォームの実現を目指し、従来の「東京モーターショー」から「JAPAN MOBILITY SHOW」に刷新。この催しは、ビジネス向けイベントとショーケースイベントを毎年交互に開催。刷新から2回目となる「JAPAN MOBILITY SHOW BIZWEEK 2024」は、ビジネス向けイベントとして実施された。
今回の「JAPAN MOBILITY SHOW BIZWEEK 2024」は、メイン開催となった技術・産業の総合展示会「CEATEC（シーテック）2024（※注1）」との併催（両イベントとも入場無料）。展示ホール2～8を使った「CEATEC 2024」に比べ、「JAPAN MOBILITY SHOW BIZWEEK 2024」は展示ホール1のみの小規模開催だったが、ブースでは各社がアイディアと工夫を凝らして開発した、注目のモデルや製品がお披露目された。
※注1：「CEATEC（シーテック）」は2024年で25周年を迎える技術・産業の総合展示会。「Toward Society 5.0」をコンセプトに、経済発展と社会課題の解決を両立する「Society 5.0」の実現を目指したソリューションなどが集結。2024年はAIを中心とした出展が多く、25周年特別企画「AI for All」も話題を呼んだ。
愛知県豊橋市のPower Wave（パワーウェーブ）が開発した「ワイヤレス電力電送（WPT）」とは？
愛知県豊橋市にある「Power Wave」は、地球温暖化や化石燃料の枯渇に代表される地球規模の課題に、波動で動き続ける世界にパワーを供給するNEWスタンダードを提案。現在ワイヤレスの電力伝送技術をメインに、未来の基幹インフラを研究開発している。
同社は「ワイヤレス電力伝送（WPT／Wireless Power Transfer）」という独自のシステムを開発。これは非接触（無線）で電力を送る画期的な最新のテクノロジー。
これまで同社は、EVのバッテリーレス走行、ドローンの駐機中給電、電動キックボードの停車中の充電などに成功。今回のショーでは、車両の停車が多少煩雑でも（停車の角度が多少変わっても）電動キックボードの充電が可能な、シェアリング用マイクロモビリティ向けの自動充電システムを公開した。
ビジネス向けイベントとして開催された今回の「JAPAN MOBILITY SHOW BIZWEEK 2024」。「Power Wave」のブースは一コマの小規模出展だったが、訪れる業界関係者が後を絶たず（実際、取材までの待ち時間も長かった）。現況、一般における同社の知名度は低いが、業界各社の注目度と期待度は極めて高いという印象を受けた。将来は立体駐車場や一般公道への導入も期待！
このシステムのポイントは、位置ずれの許容が広く、シェアリング用として利用された車両のラフな返却でも自動充電が可能なこと。写真のシェアリング用キックボード「Luup」を活用した実証実験は下記の通り。
・2023年10月に東京都品川区で、ワイヤレス給電により合計1,000km走行
・2024年1月に愛知県豊橋市にて、一般市民が公道利用
今後は電動キックボードや電動アシスト自転車などのシェアリング車両向けサービスを始め、工場や倉庫などで稼働する自動ロボット。将来的にはマンションやアパートの平面駐車場や立体駐車場。さらには一般公道（走行しながら給電するインフラの整備）などへの導入も期待されている。
「ワイヤレス電力電送（WPT）」のしくみ
１：商用電力を高周波電力に変換
２：送電板から受電板へ高周波電力を送電
３：高周波電力を直流電力に変換してモーターを駆動
「ワイヤレス電力電送（WPT）」はココがポイント！
１：位置ずれに強い
進行方向の給電範囲が広く、走っている時はもちろん、停まっている時でも位置ずれに強い。自動運転や人がラフに停めたモビリティにも広い給電許容範囲を誇り、自動充電が可能。受電板の形状の自由度が高いのも特徴。
２： 複数の機器に給電可能
対象の機器を認識し、供給電力をコントロールすることで、異なる複数のロボット・モビリティにも同時に給電が可能。実際の社会インフラを見据えた技術といえる。
３：インフラとしてのコスト負担が圧倒的に少ない
構造が軽量で実用的。インバーター以外、床や道路などへの敷設は、鉄の板を敷くだけなので、他の方法と比べ設置はもちろん、管理についてもコスト負担が軽微な技術といえる。
「ワイヤレス電力電送（WPT）」の強みとは？
１：作業負担の軽減
給電に人手は不要。自動運転や効率的に働き続けるモノへの給電で、これからの電動モビリティに求められる省人化に対し、ワイヤレス給電は必要不可欠な技術といえる。
２：有線で給電不可な場所が給電スポットに！
道路や工場の中での走行中給電や、移動式立体駐車場など、これまで不可能と考えられていた場所が給電スポットになる。
３： バッテリーの軽量化＆価格低下の実現
稼働しながらの給電や、こまめな給電が可能となるため、車体に搭載するバッテリを小さく・軽く、そして安くすることができる。
Power Waveが採用する電力伝送方式「電界結合方式」とは？
上記のワイヤレス電力電送（WPT）は、「電界結合」という方式を採用。「電界結合」ちは、電界の変化を介して高周波電力を伝送するワイヤレス給電方式。送信側の電極に高周波電圧をかけ、電界を発生させるのが特徴だ。
この電界が受信側の電極に伝わり電界を変化させることで、変位電流としてエネルギが伝送。この変位電流は、低い周波数で流れる伝導電流とは異なり、空気やアスファルトのような絶縁体を通じてエネルギを伝えることができる。構造を電気回路に等価回路化し、電極と電極の間の電界結合をコンデンサに見立てることで回路動作を理解できるのがポイント。
電界結合方式の優位性
電界結合方式は、送電電極と受電電極の重なり面積を使って電力を伝送するため、シンプルかつフレキシブルな構造で実現可能。この構造は広い長い範囲に給電するために都合がよく、長い送電電極を設置し短い受電電極をビークルに搭載することで位置ずれに強い駐車中充電や低コストな構造の走行中給電を実現。
さらにこの方式は、電流を小さく、電圧を高くする特性を持つため、ジュール熱の発生が少なく、低損失を実現。また電流による磁界が小さいので、渦電流による誘導加熱も抑制。電界は遮蔽材として導電体が使用できるため、遮蔽が比較的容易であり、薄型・軽量・安価な構成が期待できる。
電界結合方式の課題
電界結合方式は、電源周波数をMHz程度の高い周波数を使用するため、高周波回路技術が重要。またバッテリやモーターを搭載したビークルに電力を供給するため、パワーエレクトロニクス回路技術も重要。
これらの技術を活かし、高速大電力な半導体を高効率に動作させる電力変換回路設計や、負荷の変化に対応する制御回路設計により、Power Waveは電界結合伝送方式の実用化。また大電力走行中給電による未来の基幹インフラを構築していく。