「Ｎ７００Ｓ」確認試験車の先頭車両

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　ＪＲ東海は、２０２０年度に東海道新幹線の新型車両「Ｎ７００Ｓ」の運行を始める。営業運転に向け、２０日には確認試験車での走行試験を始める。床下の駆動システムに炭化ケイ素（ＳｉＣ）素子を採用したのが特徴で、駆動システムをＮ７００系より２割軽量化した。高速鉄道での採用は世界初だ。

　駆動システムには、モーターを制御するコンバーター・インバーター（ＣＩ）があり、半導体素子が制御役を担う。Ｎ７００系は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）素子を採用したが、発熱を抑え、高温でも動作できるＳｉＣ素子への変更を決めた。

　変更に伴い、ＳｉＣ素子の冷却方法を検討することになった。Ｎ７００系で採用実績が拡大していた、走行中の風を取り込む方法を引き継ぐことは決まった。ただ、半導体素子が変わるため、走行条件ごとの冷却状況のシミュレーションが必要になった。

　１５―１６年に約２年間かけ、コンピューターによるシミュレーションを実施し、めどを付けた。佐藤賢司車両制御チームチームマネージャーは「予想通りの結果を得られるかどうかにつき、時間をかけて調査した」と振り返る。

　ＳｉＣ素子採用はＣＩだけでなく、モーターの小型・軽量化を実現した。モーターを構成する電磁石を薄くし、四つから六つに増やすことができた。６極駆動モーターは新幹線では初だ。

　小型・軽量化で、床下機器の配置の自由度が高まった。ＣＩと変圧器を同じ車両に搭載できるため、機器配置パターンを半分の４種類に減らせる。車両編成が１６両だけでなく、１２両、８両にも対応でき、柔軟性が高まる。

　小型・軽量化でリチウムイオン電池も搭載できる。災害時に電力供給が途絶えても、車両だけで走行できる。