熱電変換モジュール高性能化と自動車への応用

第1部 レアメタルレス熱電変換材料の開発、性能向上と熱電発電モジュールの開発

(2014年07月31日 10:30～12:00)

(独) 産業技術総合研究所 サステナブルマテリアル研究部門 主任研究員 博士 (工学)
三上 祐史 氏

　熱電発電の実用化に向けた熱電変換材料および熱電モジュールの開発。 　とくに安価で豊富な原料を用いたレアメタルレス熱電変換材料を中心に解説する。

1. 熱電変換材料について
   1. 熱電変換材料とは
   2. 代表的な熱電変換
   3. 熱電変換材料の実用化検討
2. 鉄系熱電変換材料
   1. 低温動作型熱電変換材料について
   2. ホイスラー型Fe2VAl合金系熱電材料の開発
   3. Fe2VAl熱電モジュールの作製
   4. 熱電発電モジュールの実用化に向けて

第2部 自動車用熱電変換システムの高性能化に向けた要素技術およびシステム構成

(2014年07月31日 12:45～14:15)

KE-Technologie GmbH 東京オフィス コンサルタント 博士 (工学)
神戸 満 氏

　熱電変換モジュールの性能と耐久性向上のため方策を示し、その効果を定量的に示す。 　さらにこれらを採用した自動車用熱電変換システムの伝熱設計方法および具体的構造例につき示す。 　また外国での自動車用熱電変換システムの開発状況につき公開文献の範囲で紹介する。

1. 各国の自動車用熱電変換システムの開発状況 (公開文献より)
2. 熱電変換システム高性能化のための要素技術
   1. 接触熱抵抗低減方策
      • 加圧力と接触熱抵抗の関係
      • カーボンシート
      • コンプライアント・パッド
   2. 熱応力緩和方策
      • スケルトン・モジュール
      • カーボンシート
   3. 接触熱抵抗低減、熱応力緩和および酸化防止を実現する方策
3. 熱電変換モジュールの性能評価
   1. 簡易評価装置
   2. 軸方向のみの熱流束を実現する精密測定装置
4. 自動車用熱電変換システムの設計 (熱の流れを電気の流れに例えて説明)
   1. 排ガスダクトの圧損およびフィンの選定
   2. システム全体の熱抵抗
   3. 対数平均温度差
   4. モジュールの変換効率と出力

第3部 EV・HEVにおける熱マネジメント改善技術と熱電変換技術への期待

(2014年07月31日 14:30～16:00)

カルソニックカンセイ (株) 環境技術開発グループ シニアエキスパートエンジニア
原 潤一郎 氏

　電気自動車はガソリン車の3～4倍という高い動力効率を持つため,駆動力に対して,相対的に空調 (エアコン) の動力比率が大きくなります。 　このためエアコンの使用により,航続距離が大きく減じる原因になっています。 　またHEVではエンジン発熱量が少なく,暖房性能が課題になっています。 　本セミナーでは,このような新しい駆動源車両に必要な熱マネジメント技術を解説し,あわせて熱電変換技術についての期待についても説明いたします。

1. 環境からの要請
   1. 地球温暖化
   2. 原発停止
2. 車両駆動源の変遷
   1. ガソリン車の燃費向上技術
   2. クリーン・ディーゼル車の復活
   3. ハイブリッド車とプラグインハイブリッド車で異なる熱マネジメント
   4. 燃料電池自動車
   5. 電気自動車とガソリン車との比較
3. 駆動源ごとのエアコンの課題
4. 電気自動車用エアコン
   1. 方式の比較
   2. 低外気温対応
5. ハイブリッド車用エアコン
6. クリーン・ディーゼル車用エアコン
7. エアコンと熱マネジメントの改善
   1. 排熱回収システム
   2. 蓄熱システム
   3. 空調シート
   4. ランキンサイクル
   5. ターボ・コンパウンド
   6. 熱電素子
8. バッテリの温度管理