電気ドライブのサイズを縮小しコストを削減する新しいコンデンサ

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パワー エレクトロニクスの研究者として、シャジャド チョードリー氏は容量を超えることに重点を置いています。 オークリッジ国立研究所にあるエネルギー省国立交通研究センターの研究室スペースで、彼は電気駆動ユニットのサイズを縮小し、コストを削減する新しいコンデンサーとインバーターコンポーネントを開発しています。 同氏は、これが米国で電気自動車の普及を促進する可能性のあるステップであると見ている。

「インバータ（電圧を供給する回路）内のコンデンサ（電気エネルギーを蓄える）は一般に大きく、電力密度を制限します。小型でエネルギー密度の高いコンデンサが必要です。より少ないスペースでコンデンサを構築できれば、車両のエネルギー密度を高め、パフォーマンスを向上させること、それが私たちが達成しようとしているものです」とチョードリー氏は語った。

チョードリー氏のコンデンサ研究は、彼が DOE 車両技術局で主導する大規模プロジェクトの一部であり、高出力密度の電気駆動を実現するための統合駆動システムの開発に焦点を当てています。 チョードリー氏は、コンデンサ技術の特定、評価、統合を任務としています。 この研究が成功すれば、2025年までに100キロワットのトラクションドライブシステムに必要な出力密度33キロワットリットルに到達するというDOEの小型電気自動車に関する技術目標を達成するために不可欠となる。

「車両の電気牽引ドライブは、蓄えられたエネルギーの主な使用者です」とチョードリー氏は語った。 「バッテリーの容量に対して車両の航続距離を最大化するには、駆動システムが高効率で動作する必要があります。」

チョードリー氏は、将来の電気自動車には、電気自動車の航続距離を延ばし、市場での採用を増やすために、高性能で電力密度の高いトラクションドライブが必要になると述べた。

「もっと多くの電気自動車を道路に走らせたいなら、車両コストも抑える必要がある」と同氏は付け加えた。 「コスト削減に役立つことの 1 つは、電車システム全体の小型化です。内部システムをよりコンパクトにしながら、全体としてより効率的にすることです。」

チョードリー氏が上級研究者と協力し、DOE の重要な取り組みを指導するために選ばれたのは、彼の業績が特許、複数の雑誌掲載、パワー エレクトロニクス研究コミュニティからの国内外の注目につながったためです。

「私は科学者と協力して、複合ベースの誘電体材料を検討しながら、電気自動車の部品の体積を削減できる新材料の開発に取り組んできました」と同氏は語った。 「私が最も誇りに思っていることの 1 つは、ある日、私の論文を読んで、次世代のパワー エレクトロニクスとトラクション ドライブ用の新興材料について話したいという、尊敬されるノーベル賞受賞科学者から問い合わせを受けたことです。」

チョードリー氏は、この種の承認は、予期せぬことではあるものの、研究が進むにつれて励みになっていると語った。

「これらの新しい材料と、コンデンサや電気駆動装置がどのように機能するかについての新しい考え方を探求するための資金を獲得するのは大変なことだった」と同氏は語った。 「あなたの役割が何かを開発、​​構築し、テストし、基本的に他の人がそれを商業化するために量産する方法のガイドラインを設定することである場合、それは多くの責任とプレッシャーを伴います。そのような検証を得ることでモチベーションが保たれます。」

チョードリーの電気技師としての創造と革新の能力は、芸術的な才能から生まれました。 バングラデシュの首都ダッカでエンジニアの息子として育ったチョードリーさんも、同じような道を歩む計画を持っていました。 しかし、学校の試験が彼を別の道に導きそうになった。

「そこの学校では、勉強の道を決めるために試験を受けるのですが、試験の成績によって、私は科学ではなく芸術分野に選ばれたのです」と彼は語った。 「本当に動揺しました。科学プログラムに参加するには追加試験を受けなければなりませんでした。」 チョードリーさんは、両方の科目で優れていたが、一方のスコアが他方よりわずかに高かったと述べた。

「学校でのテスト体験は私にとって人生を変える瞬間でした」と彼は語った。 「科学を学ぶ機会を得るために戦わなければなりませんでした。もしそうしなかったら、私の人生は違ったものになっていたでしょう。」

チョードリー氏は、バングラデシュのアメリカン国際大学で学部として電気電子工学を学び、2009 年に学位を取得しました。そこから、英国のリバプール・ジョン・ムーアズ大学を大学院で選び、権力の学位を取得しました。そして制御工学。 2016 年にチョードリー氏は英国のノッティンガム大学で電気電子工学の博士号を取得しました。

彼は卒業後もノッティンガムでパワーエレクトロニクスと電気駆動装置に重点を置く研究員として働き続けたが、実験室環境で同様の研究を行う機会に常に目を光らせていた。チョードリー氏はそのような環境が、小説のテストを支援するために必要だと述べた。概念。

「米国で建築家として働いていた義父を通じて、オークリッジ国立研究所とそのワイヤレス充電研究のことを知りました」と彼は語った。 「その後、カンファレンスで会ったノッティンガム出身の友人が、私が入りたいと思っていた同じ地域のオークリッジで働いていたのです。彼のチームに空きがあると聞いたので、すぐに応募し、2018年にその職に就きました。」ここの電気ドライブの研究者です。すべてがすぐにうまくいきました。」

それ以来、チョードリー氏は、この研究室は彼の研究目標を達成するための適切な構造とリソースを提供してきたと述べた。 チョードリー氏は主に地上輸送に注力してきたが、空にも目を向けている。

「次に考えているのは航空機の電動化です。私はノッティンガムの航空宇宙研究チームに所属していたときに航空機の電動化に取り組みました」と同氏は語った。 「リスクが大きく、安全性が極めて重要であるため、これは困難になるだろう。航空機を電動化できれば、世界中で二酸化炭素排出量をさらに削減できるため、見返りも大きい。私はこれに真剣に取り組んでいる。 「私には将来の世代が心配で、その中には私の娘も含まれています。ここでの私の研究は世界に影響を与える可能性があり、バングラデシュの私の家族にまで及ぶ可能性があります。」

UT-Battelle は、米国の物理科学における基礎研究の最大の支援者であるエネルギー省科学局の ORNL を管理しています。 科学局は、現代の最も差し迫った課題のいくつかに対処するために取り組んでいます。 詳細については、energy.gov/science をご覧ください。

オークリッジ国立研究所の提供。

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