Wolverines Don’t Usually Run This Fast

Wolverines(クズリ：イタチ科)は、時速30マイル(mph)もの速度で走ることができる強力な動物です。しかし、もっと速く走れるクズリもいます。Michigan Electric Racing(MER)は、ミシガン大学の学生運営のミシガン・ウルヴァリンズに所属するチームです。チームの使命は、4秒あまりで0 ～ 60 mphまで加速する高性能の全電気式フォーミュラーカーの設計、製作、試験、および資金調達を行うことです。このチームは、毎年夏に開催されるFormula SAE大会に出場し、世界中のチームと対戦しています。この厳しい設計／製作プロジェクトでは、学内のあらゆる学生が実際のエンジニアリングに携わることができます。これは、学生が学生運営チームにて教室で学んだことをさらに進めさせる機会です。

課題：高速でよりパワフルな電気自動車の製作

2011年にMichigan Hybrid Racingチームとして設立されたこのチームは、自動車業界のトレンドに対応して、2019年にハイブリッド車からフル電気自動車へと移行しました。燃費の向上と環境負荷の少ない自動車を求める消費者の需要に応えるために、多くの自動車メーカーが電気自動車に取り組み始めています。

MERには以下の部門があります。

• 車両ダイナミクス／シャーシ部門：自動車のすべての車両ダイナミクスコンポーネントを担当します。シャーシとサスペンションの設計および調整を行います。

• 駆動部門：機械的な動力をモーターから地上に送り出す役割を担います。車両シミュレーションを実施し、ギアボックス、コーナー、および冷却システムの設計／製作を行います。

• 空気力学部門：すべての車両の空気力学とボディパネルを担当します。フロント／リア／サイドウィング、アンダートレー、ノーズコーン、およびサイドパネルなどの設計と製作を行います。

• 人間工学部門：運転者が車で操作するすべてのコンポーネントを担当します。シート、ステアリングホイール、ペダルボックスなどのコンポーネントの設計と製作を行います。

• 制御部門：すべての低電圧用配線および車両用ソフトウェアを担当します。自動車を動かすためのソフトウェアと車両ダイナミクスプログラムを設計します。制御部門は、自動車の性能を調整するためのデータ・ロギング・システムも担当しています。

• パワートレイン部門：モーターと大部分の安全システムに対する電源供給を担当します。カスタム・バッテリー・パック、バッテリー、高電圧安全システム、カスタム・モーター・インバーターの設計と製作を行います。

ソリューション：キーサイトのAutomotive Customer Centerでのテスト

MERは、約50人の学生と1人の指導教官で構成されています。学生の約半数は電気工学の専攻で、残りは主に機械工学を専攻しています。キーサイトは、制御部門とパワートレイン部門に技術サポートと電子計測器を提供して、バッテリーアルゴリズム、バッテリーパック安全機能、およびモーターコントローラー性能の設計と最適化を支援しました。

ミシガン州ノバイにあるキーサイトのAutomotive Customer Centerは、パワートレイン部門のリードエンジニアで、同大学電気工学科4年生のSpencer Hansenとパートナーシップを結びました。 Hansenのパワートレイン部門は、MERレーシングカー用のカスタム・バッテリー・パックとモーターコントローラーの設計および製作を担当しています。彼は「キーサイトの機器のおかげで、私たちのチームは非常に正確なバッテリーデータを収集することができました。これは、バッテリーパックの冷却を設計するために非常に役立ちました。」と述べました。

毎年、チームは前年の電気運転システムを元に作業を開始して、その効率、パワー、速度を向上させるための試みを行います。チームメンバーは前年の実際のデータを使用してそれを最近の設計シミュレーションと比較し、改良したバッテリーを設計します。Hansenは、2020年シーズン（MER 20レーシングカー）用の次世代バッテリーパックでメンバーが使用する予定の18650リチウムイオン電池をテストしたいと考えていました。チームは、リチウム電池の通常電圧にて30 A以上を消費できるものを使用して、さまざまな動作条件下で放電曲線とバッテリー温度を測定するための簡単な方法を必要としていました。