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2017年11月20日 イイね!

ツイン 3モーターHVプロジェクト 002

先回書いたブログを読み返しながら、いくらモーター駆動車の加速性能が良くてツインが軽量だからといっても、最大出力40kW×2程度の出力で0-100km/h、3秒台は盛り過ぎだろうということで確認してみると、やはり物理的に無理なのでもう少しちゃんと計算してみました。

16インチホイール用のインホイールモーターのスペックですが、ピークトルク800N・m(0~700rpm.)タイヤ直径を570mmとすると半径285mmでタイヤ接地面での駆動トルクは1輪あたり800×1000/285≒2807なので2輪では倍の5614N・m≒572kg・mになります。75km/h(700rpm.)を超えるあたりからトルクは低下しはじめ100km/h(931rpm.)のときの駆動トルクは約490kg・mになります。

リヤ駆動時の後軸への荷重移動は重心が高いほど大きくなりますが後部に重いバッテリーを積んだツインHVの場合、全車重の7割くらいが加速時に後輪にかかるとすると後輪荷重は約600N・mになるのでグリップが比較的良好な摩擦係数1くらいのタイヤであればホイールスピンするかどうかというあたりで加速していき、トルクが下がり始める75km/h以上ではホイールスピンするほどのトルクは出ないことになります。タイヤの転がり抵抗と空力抵抗を考慮してもフロント側の駆動力もあるので、平均して0.7Gくらいの加速ができるとするなら、0-100km/hは何とか4秒台にできそうです。

参考にしているインホイールモーターはProtean ELECTRIC社のものですが、16インチホイール用よりも先に18インチホイール用のモーターを作っています。こちらのピークトルクは1000N・m、最大出力75kw(16インチ用は800N・m、40kw)と更に強力なのでこちらのスペックなら車体の軽量化と合わせれば0-100km/h 3秒台が期待できるかもしれません。しかしながらツインに装着できる18インチホイール用のタイヤは165 35R18と銘柄はほぼ限られてくるので最終的にはやってみないとどうなるか分かりません。またフロント側の駆動力がプラスになるかは4ATの変速速度にもよります。

Protean ELECTRIC社のモーターについてはテスト動画があるので興味のある方は参照してください。http://www.proteanelectric.com/video-gallery/protean-electric-in-wheel-motors-in-actual-laboratory-testing/?img=1242&gal=1234

または、https://www.youtube.com/watch?v=oA4543CcxJo

別な視点から0-100km/h 4秒の可能性を考えるとき、ツイン3モーターHVの1名乗車時の重量を870kgとすると時速100km/hにおいて車が持っている運動エネルギーが約336kジュールですが、0-100加速を考えたとき、加速時間4秒間でそれと同じだけのエネルギーを車に与える必要があります。W = J / sより約84kWのモーター出力が必要になりますがタイヤの転がり抵抗と空力抵抗を考慮して(変速機等、駆動系でのロスがないので)大雑把に100kwくらいの出力を必要とするなら16インチ用(40kw×2)では不足で18インチ用(75kw×2)であれば充分そうな感じです。

インホイールモーターを使った試作車は結構たくさんありますが、小型EVは別にしてまだ量産車に使われたというのは見当たりません。ネット上の情報で見る限り先述のProtean ELECTRIC社のものが現在のところ一番良くできていると思います。量産販売は来年からのようですが、メーカー向け製品でおそらく個人で入手するのは困難でしょうが数年かけてチャンスを待ちます。

とりあえずベースになるツインが必要なので10月に広島に見に行った走行3500kmのツインHVを来月引き取りに行きます。現在乗っているツインMTは一時抹消して1年以上かけてフルレストアする予定です。



      (Protean ELECTRIC社 資料より)




Posted at 2017/11/21 09:34:42 | コメント(0) | トラックバック(0) | クルマ
2017年11月07日 イイね!

ツイン 3モーターHVプロジェクト 001

まずはじめに後輪2輪をインホイールモーター駆動にした場合、構造変更申請が通るかという問題ですが、ブレーキが全く変わってしまうので現実的には無理ということになりそうです。それを考えるとやる気がなくなるプロジェクトですが、もともと技術的にも資金的にも完結できそうにないと思っているのでとりあえず妄想プロジェクト的な感じで始めてみたいと思います。

もしツインを3モーターハイブリッド化した場合、どの程度の性能になるか考えてみたいと思います。インホイールモーターの特徴として駆動時も回生時も効率が高いというメリットがあるので、簡易ハイブリッドのオリジナルが34km/Lであることより40km/L以上は期待できます。また加速性能ですが16インチホイール対応のモーターでも連続定格トルク/出力で450N・m/26kW。MAXトルク/出力で800N・m/40kW というものもあるので、たとえば165/50R16のタイヤを装着した場合、タイヤ外径が約 570mmなので接地面の駆動トルクとしては定格でも2輪合計で1578N・m発生します。3モーターHV化した場合、2名乗車ガソリン満タンで車両総重量は900kg以内に収まるので時速100kmを超える速度域でも余裕でホイールスピンさせてくれます。(← このあたりかなりでたらめなことを書いているので次の002で改めてもう少し詳しい計算をしたいと思います:11月20日追記)

そうなると、あとはタイヤのグリップがボトルネックとなりますが、モーターとバッテリーのおかげで重量配分は少し後輪よりになるためタイヤのグリップ次第では 0-100km/h 3秒台が期待できます。最高速度についてはツインの場合、リミッターを超える速度域では走りたくないので今は考えません。

以上のような感じで、おとなしく走れば満タンで1000km以上走れて、必要なときは1Gに近い加速度を発揮してくれるツイン 3モーターハイブリッドが実現します。そしてインホイールモーターをFF車の後輪に取り付ける場合、ノーマル状態に復旧するのに数時間しかかからないというメリットもあることを考えると結構やる気が出てきたりします。

Posted at 2017/11/07 18:01:35 | コメント(0) | トラックバック(0) | クルマ
2017年10月20日 イイね!

ツインHVの中古車を広島まで見に行ってきました。

車でもバイクでも運転を楽しむためにはやはり軽くてコンパクトであることが一番だと信じているので、日々一人で乗ることが多い車としてツインは唯一無二のモデルだと思っています。ですから発売されてすぐに購入したものの、3年たたないうちに雪道でスリップして桜の大木にぶつかりルーフまで変形したため、再度購入したのが現在乗っているツインです。今思えばそのときにしっかり防錆処理をしておけばよかったのですが、融雪剤と塩風を浴びることの多い新潟ではどう頑張ってもいずれ錆びてしまうという思いがあり結局なにもしないまま今日に至っています。

今後このタイプの車が出るとすればシティーコミューターとしての小さめのEVで高速道路まで余裕で走れるレベルではないでしょうから、今のうちに程度のよいツインを確保しておきたいと思い今月8日に広島のスズキアリーナ店までツインHVを見に行ってきました。走行距離が3500kmと少ないため、その間のエンジンの管理状態など気になるところはあるもののやはり走行1万km未満の個体には非常に魅力があります。お店に着いて実車を見ると、塗装は年数の経過を感じさせない良い状態でした。室内樹脂部には紫外線による色褪せが若干見受けられましたがきれいな状態でした。車体下部にはところどころ錆びが出てるところもありましたが、これから防錆処理をしても十分間に合うレベルで予想よりは良い状態でした。エンジン音は雑味がなく良好でした。そして対応してくれたお店の方もとても感じの良い人でした。とはいえ本体価格で100万円超え+諸費用となると、ツインに特別な価値を持たない人にとってはまず購入対象にはならないでしょう。

私としては実車を見て何か感じるところがあれば購入するつもりだったので頭金と印鑑は持っていきましたが、今乗っているツインもまだまだ走れるので結局のところ結論は趣味でその金額を出せるかどうかというところになり、とりあえず今回は見積もりだけもらってきました。無理して購入しても10年後たぶん後悔はしていないと思いますが、はたして2台のツインをかまってやれるかというあたりも加味すると踏み切れないところがあります。もっと大事にしてくれる人はたくさん居るでしょう。

ツインHVのモーターはエンジンと出力軸が直結で出力も5kW程度ですからエンジンを止めてのEV走行ができないのでそのままではHV車としてのメリットはあまりないのですが、バッテリーをリチウムイオンタイプに換装してリヤ2輪をインホイールモーターとしたときに、アシスト用ではなく主にエンジン始動と発電用で使用すると最新HV同様の価値が出てきます。 1輪あたり40kWクラスのモーターを付けて合計80kW(短時間最大出力120kW超え)で、バッテリー容量は5kWh以上で比較的出力密度の高いタイプのリチウムイオンバッテリーを使えば全体で150kg程度の重量増にはなるものの加速性能についてはツインのターボ仕様をかなり上回る性能を引き出すことができます。もちろん高速域での連続走行では勝負になりませんが、もともとが軽量なツインは加速性能に特化するのがふさわしいと思っています。

インホイールモーターは15年ほど前にEVエコランでモーターとコントローラーを作ったことはありますが、出力は比較にならないほど小さいものでした。一部外注で構成部品を作ってもらうとしても、はたして個人レベルで40~50kWクラスの物が製作できるかは疑問ですし、自作するにしても完成品を購入するにしても現在のところではおそらく数百万円単位になるでしょう。それでもたぶん10年後でも一充電で1000kmくらい走れるとか、0-100km/hを4秒台で走れるようなコンパクトEVは庶民価格では登場していないと思うので、「ツイン3モーターHV」今後10年がかりで取り組むプロジェクトとしては楽しめると思っています。

二日で広島までの往復1800km。今回は二人乗車だったこともあってさすがにツインでは行きませんでしたがそれが災いしてか、広島からの帰り道、覆面パトにつかまりました。後でドラレコ映像(下)を見たら覆面パトがしっかり写っていました。直前まですぐ前を走っていたメルセデスのドライバーの方はすぐ気が付いたのでしょう。走行車線に戻ったあとすっと減速していました。その夜の仕事の都合で急いでいたのと、ここ10年以上ゴールド免許でスピード違反単独での免許取り消しはないという慢心もあったのでしょう。後ろに付かれるまで気が付きませんでした。それでも、もし気付くのがあと5秒遅れていたら違反点数は間違いなくMAXだったので、青切符で済んだのは幸いでした。それにしてもどんな状況であれ、この覆面パトオーラー100%のクラウンを見落とすような人は安全速度で走りましょう!ということで、しばらくは模範運転に努めたいと思います。取り締まる方もそれが一番の目的でしょうから。



Posted at 2017/10/20 16:15:50 | コメント(0) | トラックバック(0) | クルマ
2017年10月05日 イイね!

無給油 1000km プロジェクト その 15

車に乗り始めた頃はナビゲーションシステムはまだなかったので、遠くに出かけるときは途中で何度も道路地図を確認しながらのドライブでした。そうすると自然とある程度の地理は頭に入ったものですが、ナビを使うようになってからは地理感覚が恐ろしく貧弱になってしまいました。

最初は山形県から福島県経由(青色線)で帰る予定でしたが、距離短縮のため新庄から海岸沿いの国道7号線に出ることにしました(赤色実線+点線)。もともと面倒なコースではないのでナビを使わなくても道路の案内板を見ながら走れば問題なかったのですが、考えるのが面倒になっていたこともあり、ナビの指示通りに走っていました。ナビの具合が悪いためか、途中何度かルートの再検索があり、気が付くと海岸線から山をひとつ越えた内陸側の国道345号線(点線と対になる実線側)を走っていました。



345号線といえば、珍しい形の岩々と澄んだ海で国の名勝天然記念物にも指定されている景観を楽しめる国道で今までも何度となく走った道でしたが、走る区間はいつも海岸沿いだけで、そこから先の内陸側を通るのは今回が初めてでした。はじめのうちはセンターラインのある普通の道でしたが、途中からすれ違いのできない1車線になったり、路肩崩落で幅のある車は通れない箇所もあり、真夜中に走るには少々危なげな道でした。それでも舗装が途切れることはなくて他に走る車もなかったので、エンジン停止状態で長い坂を下ったり燃費を稼ぐための走行はやりたい放題でした。カーブの連続する典型的な山道区間もありましたが、思ったほど平均燃費を下げずに済みました。

1000km走りきるにはルート変更を決めた地点から残りの約350kmを平均 38.8km/Lで走る必要がありましたが、夜間は気温が下がるのと、ヘッドライトの電力消費が増えるので、その燃費数値で走るにはかなり厳しい状態でした。定速走行時に40km/Lで走っても、途中で交差点などで止まることが多いとあっという間に平均燃費が悪化してしまいます。結果的にはあと60ccのガソリンさえあれば1000km達成だったのでちょっと残念でしたが、まあそんなものでしょう。短い時間でしたが思った以上に楽しめました。もし次にエコランツーリングをするなら退職後、時間に余裕ができてから日本縦断とか1周でしょう。
(無給油1000kmプロジェクト終わり)


(ゴールでガソリン満タン後に撮影)

積算計が16万kmを過ぎた現在でもエンジンは極めて調子がいいのですが、運転席足元やタイヤハウス周りが錆びて穴が開きはじめ、骨格部分も怪しいところがあり、クラッチや電装品関係がいつダメになるか分からないので遠方に出かける無給油エコランチャレンジは今年が最後のチャンスだと思っていました。簡単な修理でとりあえず来年2月の車検は取れると思いますが、そろそろ次のツインを探そうかとも考え始めています。

ツインの中古車情報を見るとまだ数千kmしか走っていないツインHVが出てましたが、ちょっと遠いけどこの週末あたりドライブを兼ねて見てきたいと思います。ツインが2台あれば年単位の時間をかけて改造する余裕ができるので、もし仮にもう1台買うことになったら今度は「EVツイン」と「3モーターHVツイン」プロジェクトを立ち上げて今後10年くらい楽しみたいと思います。
Posted at 2017/10/05 22:24:16 | コメント(0) | トラックバック(0) | クルマ
2017年09月26日 イイね!

無給油 1000km プロジェクト その 14

今回のプロジェクトのコースを決めるにあたり、ひたすら北上して青森の竜飛崎を目指すという案もあったのですが、それだと最短でも1030kmで無給油では戻ってこれなくなりそうなので却下されました。それにほとんど海岸線沿いで同じ道を往復というのもつまらないのでやはり本州を横断する変化のあるコースにしました。

上り下りがあると燃費が悪くなる感じがしますが、実際は平地を走るより燃費が良くなる場合が多くあります。秋田の由利本荘から本州横断を始めて盛岡を経由して太平洋側の宮古を目指しましたが内陸の道は交通量も少なくエコランにはとても都合の良い状態でした。



宮古のどこへ行くかは決まってなかったのですが、着いたときは11時頃だったので通りかかった魚菜市場というところの中にある「丼の店 おいかわ」でご飯にしました。





新鮮でおいしかったです。



今回のツーリングではまともな食事はこのときだけであとは車の中での飲食でした。



この時点ではまだ全行程の中間地点には達していませんでしたが、なんとか1000kmはいけそうな燃費でした。太平洋側は快晴で気温も30℃を超えていたようです。海岸線の道路から見える海がきれいでした。いつも感じるのですが、太平洋には日本海にない華やかさがあります。日本海に沈む夕日もいいのですが、なんとなくもの悲しさがあるためかときどき太平洋を見たくなります。



釜石へ向かう途中でツインの写真を一枚。



宮古から釜石にかけては観光気分で走れましたが、まだ震災の傷跡も多く、また巨大な防潮堤などが造られていて複雑な思いでした。釜石市街に入る前に内陸に行きたくて入った道が途中で行き止まりだったりして結局、渋滞気味の市街地を走ることになり予定より燃費を悪化させてしまいました。そんなこんなで予定のコースではガス欠になりそうだったので内陸の中間あたりに位置する湯田ダムの駐車場に入って残りのコースをじっくり検討することにしました。





ダムの付帯施設で「きんしゅうこ(錦秋湖) ものしり館」というのがあったので休憩を兼ねて入ってみました。11年の歳月をかけて造られたダムで完成したのがちょうど私の生まれた頃だったのでちょっと親近感がわきました。



ここまでの走行距離が651km・消費燃料は17.1Lで燃費は38.07km/L。満タン26.1Lで1000km走るには約0.1Lほど余計に消費していたことになります。いつもなら気にも止めないその僅かな量ですが結局最後までそれを引きずることになります。

かろうじてネットにはつながったのでNAVITIMEで残りの距離を調べたのですが、予定のコースでは1000kmをかなり超えるので、昨年のエコランツーリングでも活躍してくれた3.5インチのポータブルナビが案内する最短コースを走ることにしました。それだと合計990kmくらいで、とりあえずガス欠にならずにたどりつけそうでした。
ところが、このナビ少し調子が悪く、曲がる道を間違えて再検索モードになると方位がわからなくなるようでいつまでたっても地図がぐるぐる回ってしまうため、最後にとんでもない山道を走ることになります。 (次回に続きます)





Posted at 2017/09/27 13:06:30 | コメント(0) | トラックバック(0) | クルマ

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