未来ビークルシティリサーチセンター

未来ビークルシティリサーチセンター

◎低炭素社会と産業育成コア

電気自動車が移動手段の主流となる 低炭素なビークルシティ

●電化道路電気自動車を実現するための 革新技術研究

●次世代型高性能二次電池の研究

●次世代型高安全二次電池の研究

●電池に関する新規計測技術の研究

◎ 低炭素社会と安全・安心コア

交通弱者に配慮した安全・安心なビークルシティ

●予防安全・自動運転のための知能化技術に

関する研究

●安全運転支援のためのドライバ行動の計測・認識に

関する研究

●移動体間の無線通信技術に関する研究

●交通弱者の安全・安心のためのシステムや装置に

関する研究

●道路交通ビッグデータや自動運転技術を活用した

安心・安全な地域社会の構築に関する研究

◎低炭素社会と先端省エネルギーコア

低炭素化社会を支える省エネルギー技術と 新たな社会システム

●次世代ビークルと港湾都市の経済効果に関する研究

●未来ビークルライフを支えるエネルギーの発生と利用

技術に関する研究

未来ビークルシティリサーチセンターでは、低炭素社会にお いて持続的に発展する安全・安心都市の創成を目的として、

CO 2 を低減する「低炭素社会」と少子高齢化に伴う「安全・安 心社会」を重点課題としています。

私たちは化石燃料依存から脱却できる産業の育成と省エ

ネルギー技術の革新的研究を進めています。さらに情報通

信技術を活用して、少子高齢化を視野に入れた安全安心な

交通環境の実現を目指しています。

～電気自動車が移動手段の主流となる低炭素なビークルシティ～

交通インフラ

◆電化道路電気自動車を実現するための革新技術研究

１：石炭走行、２：石油走行、３：電池走行、に続く第４世代ビークルすなわち電化道路からの電力給電で直接走行する

EVER (Electric Vehicle on Electrified Roadway)

の実現に向けてタイヤ経由電力伝送

V-WPT (Via-Wheel Power Transfer)

技術の研究を進める。

車載・蓄電用電源

◆次世代型高性能二次電池の研究 ◆次世代型高安全二次電池の研究 ◆電池に関する新規計測技術の研究

バッテリーレス電気自動車の走行実験 （大成建設

(

株

)

との共同研究）

電気自動車・燃料電池自動車等のクリーンビークルや自然エネルギー発電分野での利用も見据え、これら電気化学エネルギー変換デバイスの高安全化・低コスト 化・高性能化・高信頼化に資する研究開発を幅広く展開する。

ポテンショ/ガルバノスタット

マイクロ マニピュレータ 対極

/

参照極 作用極

電解液 電極材料粒子

光学顕微鏡

微小電極 グローブボックス(乾燥空気雰囲気)

1M LiClO

4

EC:PC=1:1(v/v)

ガラスフィルター

Li箔

単一粒子測定系

粒子-集電体一体型微小電極により、電極材料本来の特性を明確化

5µm

粒子と微小電極を接近・接触 微小電極 (Wプローブ)

Ptデポジションにより固着 粒子-集電体一体型微小電極 手順①

粒子(Ex. Li₄Ti₅O₁₂) 微小電極

手順②

手順③

微小電極作製

◆電池に関する 新規計測技術の研究

Li

⁺

多価イオン電池

M

²⁺

e- e

e - -

負極 電解質 正極

Liイオン電池

Liイオン電池に代わる新たな電池

代表的な標準電極電位

電位がLi⁺に匹敵

同じ2価のMg²⁺よりも 電位が低いため、

電池電圧が高い

化学的に安全

低コスト

高エネルギー密度

Li + →Ca 2+ で容量倍増

電子 電子

負極 電解質 正極

◆次世代型高性能二次電池の研究

全固体リチウムイオン電池

可燃性，液漏れの危険性

現行リチウムイオン電池

有機電解液

→

無機固体電解質

（固体の

Li

イオン伝導体）に置換え

●： Li

，●：

La

，●：

Zr

，●：

O

結晶構造

リチウムイオン伝導性固体電解質

例

:

ガーネット構造

Li

イオン伝導体

“

Li 7 La 3 Zr 2 O 12

（

LLZ

）”

 Li

イオン伝導の異方性：低



室温で

10 -4 S/cm

を 超えるイオン伝導率



広い電位窓

（金属

Li

に対しても安定）

◆次世代型高安全二次電池の研究

Li

金属析出過程の簡易観察セルと観察方法

電極表面の光学写真

新規計測技術

電池 外装

電解液 電極

光学顕微鏡 簡易観察セルの試作 レンズ

約110秒

節の長さは変化せず、根元の長さが変化

20μm 20μm

20μm 20μm

満充電後、さらに充電

⇒

充電電流密度変更

3 mA/cm 2

2 mA/cm 2

折れ曲がった箇所の長さが変化

約

60

秒

充電条件によって、

Li

金属析出過程が異なる

電池の短絡・発火の原因となる Li金属析出過程を直接観察

～低炭素化社会を支える省エネルギー技術と新たな社会システム ～

◆次世代ビークルと港湾都市の経済効果に関する研究

東三河や愛知県における三河港の経済的な位置づけを示す。次世代ビークル の出現が産業構造や物流に与える影響を明らかにする。

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000

神野ふ頭町 神野西町 明海町 新西浜町 佐脇浜 御幸浜 緑が浜 白浜 浜町 拾石町 海陽町

公務

サービス業

複合サービス事業 医療，福祉

教育，学習支援業

生活関連サービス業，娯楽業 宿泊業，飲食サービス業

学術研究，専門・技術サービス業 不動産業，物品賃貸業

金融業，保険業 卸売業，小売業 運輸業，郵便業 情報通信業

電気・ガス・熱供給・水道業 製造業

建設業

鉱業，採石業，砂利採取業 農林漁業

1

港湾の経済効果のイメ ージ

直接効果

（生産額）

間接1次 効果

間接2次 効果

0 200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000 1,200,000

農業 漁業 飲食料品 パルプ・紙・木… 石油・石炭製品 陶磁器 鉄鋼 金属製品 電気機械 電子部品 航空機 精密機械 建設 水道・廃棄物処理 金融・保険 運輸 公務 医療・保健・社… 対事業所サー… 事務用品

二次効果 一次効果 直接効果

(百万円)

生産額

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000

農業 林業 漁業 鉱業 飲食料品 繊維製品 パルプ・紙・木製品 化学製品 石油・石炭製品 プラスチック製品 陶磁器 その他の窯業・土石製品 鉄鋼 非鉄金属 金属製品 一般機械 電気機械 情報・通信機器 電子部品 自動車 航空機 その他の輸送機械 精密機械 その他の製造工業製品 建設 電力・ガス・熱供給 水道・廃棄物処理 商業 金融・保険 不動産 運輸 情報通信 公務 教育・研究 医療・保健・社会保障・介護 その他の公共サービス 対事業所サービス 対個人サービス 事務用品

二次効果 一次効果 直接効果

(人) 従業者数

港湾システム

◆豊橋市における電気自動車導入による

環境・経済持続発展可能性に関する研究

豊橋市を対象として電気自動車や燃料電池車を本格的に導入した場合、豊橋 市の経済、産業構造、エネルギー需要、環境負荷などがどのように変化するか をシミュレーション分析する。また原子力発電から自然エネルギーへの転換に ついても考察する。

都市システム

-3.00%

-2.00%

-1.00%

0.00%

1.00%

2.00%

3.00%

4.00%

合 計 農

林 漁 業

鉱 業 食

料 品

繊 維 製 品

パル プ・ 紙

・木 製 品

化 学 製 品

石 油

・石 炭 製 品

プラ スチ ック 製 品

陶 磁 器

その 他 の窯 業

・土 石 製 品

鉄 鋼 非

鉄 金 属

金 属 製 品

一 般 機 械

電 気 機 械

情 報

・通 信 機 器

電 子 部 品

ガ ソリ ン自 動 車

電 気 自 動 車

航 空 機

その 他 の輸 送 機 械

精 密 機 械

その 他 の製 造 工 業 製 品

建 設 電

力 太 陽 光

都 市 ガ ス

熱 供 給

コジ ェネ レー ショ ン

水 道

・廃 棄 物 処 理

商 業 金

融

・保 険

不 動 産

ガ ソリ ン車 輸 送

電 気 自 動 車 輸 送

そ の他 輸 送

情 報 通 信

サ ー ビス

Case Ⅰ（炭素税，補助金なし）

Case Ⅱ（炭素税，純間接税率95％）

Case Ⅲ（炭素税，純間接税率90％）

Case Ⅳ（炭素税，純間接税率85％）

Case Ⅴ（炭素税，純間接税率80％）

Case Ⅵ（炭素税，純間接税率75％）

豊橋市 産業産出量ケース別変化率（補助金＋炭素税）

Base Case Case Ⅰ Case Ⅱ Case Ⅲ Case Ⅳ Case Ⅴ Case Ⅵ 3,244,249 3,236,173 3,236,712 3,237,255 3,237,802 3,238,352 3,238,905 産業産出量

合計

（百万）

53億円減少（-0.16％）

-2.50%

-2.00%

-1.50%

-1.00%

-0.50%

0.00%

0.50%

1.00%

合 計 農

林 漁 業

鉱 業 食

料 品

繊 維 製 品

パル プ・ 紙

・木 製 品

化 学 製 品

石 油

・石 炭 製 品

プラ スチ ック 製 品

陶 磁 器

その 他 の窯 業

・土 石 製 品

鉄 鋼 非

鉄 金 属

金 属 製 品

一 般 機 械

電 気 機 械

情 報

・通 信 機 器

電 子 部 品

ガソ リ ン自 動 車

電 気 自 動 車

航 空 機

その 他 の輸 送 機械

精 密 機 械

その 他 の製 造 工業 製 品

建 設 電

力 太 陽 光

都 市 ガス

熱 供 給

コジ ェネ レー ショ ン

水 道

・廃 棄 物 処 理

商 業 金

融

・保 険

不 動 産

ガソ リ ン車 輸 送

電 気 自 動 車 輸 送

その 他 輸 送

情 報 通 信

サー ビ ス

家 計 消 費

Case Ⅰ（炭素税，補助金なし）

Case Ⅱ（炭素税，純間接税率95％）

Case Ⅲ（炭素税，純間接税率90％）

Case Ⅳ（炭素税，純間接税率85％）

Case Ⅴ（炭素税，純間接税率80％）

Case Ⅵ（炭素税，純間接税率75％）

Base Case Case Ⅰ Case Ⅱ Case Ⅲ Case Ⅳ Case Ⅴ Case Ⅵ 3,951,323 3,925,975 3,926,434 3,926,894 3,927,355 3,927,818 3,928,282 CO₂

合計

（ｔ）

23,041ｔ-CO 2 減少（-0.583％）

豊橋市 CO₂排出量ケース別変化率（補助金＋炭素税）

三河港臨海部の生産額と従業者数

◆未来ビークルライフを支えるエネルギーの発生と利用技術に関する研究

自然・エネルギー

電気自動車など未来ビークルライフで重要となる電気エネルギーを中心に，その発生と有効的な利用に関する研究を推進する。

豊橋技術科学大学自然エネルギー棟屋上の太陽光パネル 天候による太陽光パネルの発電出力の変動

0 1000 2000 3000 4000 5000

00:00 18:00

12:00 06:00

00:00

時刻

(hh:mm)

快晴

晴れのち曇り

雨

太陽光パネルの発電電力

(W )

（雲による出力変動）

再生可能エネルギーのひとつである太陽光発電の発電量・発電効率推移の分析 太陽光パネルの発電出力変動などの諸問題に対する解決策の提案

～交通弱者に配慮した安全・安心なビークルシティ～

◆安全運転支援のためのドライバ行動の計測・認識に関する研究

◆交通弱者の安全・安心のためのシステムや装置に関する研究

◆予防安全・自動運転のための知能化技術に関する研究

高齢者や子供に代表される交通弱者の立場に立った安全かつ優しい交通シス テムを実現することを目的とし、画像処理やコンピュータビジョンの技術を用いて、

安全・安心のためのシステムや技術に関する研究開発を行う。

自動車による事故を予防し、また将来の自動運転を実現するためには、道路あ るいは歩行者や他車を認識し、停止や回避などの適切な行動を生成することが 必要となる。本研究ではそのための知能化技術について研究開発を行う。

車の知能化 安全運転支援

◆移動体間の無線通信技術に関する研究

無線通信システム

3Dレーザースキャナによる交差点空間の3次元データ

環境シミュレーションのための全周マルチプロジェクションシステム

全方位カメラを用いた危険車両の検知 高齢者・色覚障害者のための標識等の強調提示

交通弱者の安全・安心

◆道路交通ビッグデータや自動運転技術を活用した安心・安全な地域社会の構築に関する研究

交通マネジメント

安心・安全な地域社会の構築に向け、自動車プローブデータ、ドライブレコーダデータ等の道路交通ビッグデータを活用した、効果的かつ効率的な交通安全マジメント 手法の構築や、自動運転の実装や道の駅を活用した生産空間を支える道路交通政策のあり方に関する研究開発を行う。

視覚による道路境界抽出

道路添い自動走行

3次元距離データからの 人物検出と追従走行

人物検出・向き推定

衝突回避機能の実験

3次元地図生成 屋外環境認識

実時間経路生成

自律移動ロボット技術応用

予防安全・自動運転

Two Antennas Two USRPs Host Computer

ネットワーク制御 自己干渉キャンセラ

N o ise f lo o r

車両をはじめとする移動体の情報や周辺環境の情報等を効率よく配信、取得、

交換するための無線通信技術を研究する。無線信号処理とネットワーク技術を 高度に融合した通信制御方式を開発する。

安全運転の支援を目的とし、運転中の注意力低下や覚醒度低下の兆候となる 行動を、装着型のモーションセンサや生体センサなど小型・低コストな装備を用 いて早期に、また精度よく検知する技術を開発する。

Wearable Motion Sensors

Normal One-Hand

0 0.1 0.2

1 0.3

M ea n (a x ) 0.4

1 0.5

0.6

0.5

Std(ay) 0 Std(ax)

-0.5 0

-1 -1

Normal On-Hand

装着型センサによる 運転行動の計測

機械学習による 不安全行動の

自動検知

0 10 20 30

Time (sec) -4

-2 0 2 4

A cc el er at io n ( G )

ax ay

One-Hand az

Normal Normal

手先加速度(G)

特徴空間

判別結果

自動車プローブデータによる生活道路通過交通の可視化