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2017年12月31日 イイね!

ツイン 3モーターHVプロジェクト 005

ツインHVの最終減速比が前期と後期で違っているのは知っていましたが、具体的な数値までは把握していませんでした。モード燃費が同じなのでそれほど違わないと思っていたのですが、実はかなり違うことを最近知りました。トップギアにおける総合減速比(エンジン回転数:タイヤ回転数)をMT、3ATを含めて並べてみると次の順番になります。

3AT (4.217) > HV前期 (3.646) > 5MT (3.439) > HV後期 (2.841)

もう少し具体的に時速100kmにおけるエンジン回転数で並べると(タイヤ外周寸法:163.6cmで計算)

3AT (4296rpm.) > HV前期 (3714rpm.) > 5MT (3502rpm.) > HV後期 (2894rpm.)

HV前期のギア比はそれ以前のアルト4ATのそれと同じで、HV後期のギア比はツインHV専用のようで、これほど減速比の小さいATミッションは他に見当たりません。モード燃費計測では加減速が多くHVの前期・後期で差が出ないのかもしれませんが,、比較的軽負荷な60km/h定地走行などにおいては可能な限りエンジン回転を低く抑えることが燃費向上につながるので定速走行ではかなり差が出ると思われます。

結論として50~60km/h定速走行における燃費はツインHV前期よりも5MTのほうが間違いなく良くなるでしょう。HV後期モデルについてはエンジン回転数が低いもののMTミッションより損失が大きいので微妙なところです。

できればHV後期モデルが欲しかったのですが、エンジン出力が44PS → 37PSに下げられているので、前期モデルに後期モデルの4ATミッションを載せるのが良さそうですが、後期モデルの発売台数はかなり少ないようなので中古ミッションの入手は困難でしょう。ミッション内のギア2~3枚の交換で後期型に変更できるか調べてみます。

他に残念なことといえば、エンジンや燃費情報を表示させるのに使っていたユピテルのスーパーキャットGWM105sdが使えなくなったことがあります。OBDⅡ接続で認識してくれないのか電源が入りません。エンジンの状態を観察するために必要なので他に使えそうな機器を探していますが、ツインHVに関する情報が少ないので試行錯誤状態です。

ツインHVに乗って感じているのはアクセルを割りと踏み込まないとモーターアシストが続かないことです。アシストを多くすれば減速時の回生量を増やさないといけない訳ですが、バッテリーの充電受入れ能力が高くないので結果的にアシスト時間は回生能力で制限されている感じで、蓄電側の能力を上げるとHV性能にまだまだ伸び代がありそうです。

鉛バッテリーをリチウムイオンバッテリーに換装すれば回生能力を上げてアシスト時間を増やせますが、リチウムイオンバッテリーよりも目的に適うキャパシターがこのところ容量が上がっているので、アシスト限定のツインHVシステムの場合はキャパシターのほうが軽量にできるので効果が高いと思われます。

ツインのHVシステムはHVコントローラーを中心にエンジン&ATコントローラー、バッテリーマネージャー、インバーターがCAN通信で制御されているので、本来であればHVコントローラーのプログラムを変更できればいいのですが私には無理なのでとりあえず入力に手を加えることでモーターアシストと回生量の変更に取り組みたいと思います。それで純正のバッテリーを過負荷で使って効果を確認して、1~2年後にキャパシターに換装する感じでしょう。燃費面ではMT車に敵いませんが、現在よりも車重が軽くなるのに加えてモーターアシスト量が増えればMT車よりもキビキビ走れるHVになります。



Posted at 2017/12/31 19:42:59 | コメント(2) | トラックバック(0) | クルマ
2017年12月18日 イイね!

ツイン 3モーターHVプロジェクト 004

今月8日の夜、新潟から夜行バスに乗り大阪で乗り換えて翌日の午後、広島駅前に着き電車に乗り換えてスズキアリーナ庚午へツインHVを取りに行ってきました。走行距離が3500kmとほとんど走っていない車両でしたが、錆がそれなりに出ていたということでクランクプーリーの交換やゴム製のブーツ類の交換。それ以外にも新潟まで安心して走れる整備をしてくれていました。また、HV用バッテリーも新品に交換してあるということでほぼ新車に近くかなり理想に近い個体が手に入りました。

せっかく広島に来たので牡蠣小屋で大好きな牡蠣を食べたかったのですが、道路が混んでいたこともあり龍明丸という目的の店に着いたときは残念ながらその日の営業は終了していました。



気を取り直して次の途中目的地の神戸ルミナリエ会場を目指しました。会場入り口となるJR元町駅から2駅手前の駐車場に車を止めて電車で向かいましたが、元町駅に着いたのは消灯30分前でした。土曜日の夜ということもあり、その時間でもまだ入場規制がある状態で少しの時間ですが順路入り口で待たされました。神戸ルミナリエは開催されている意味も理解した上で以前から一度は見に行きたいと思っていましたが期待通りの綺麗さでした。

広島から神戸までほぼ全開で走らせましたが5MTに較べると最高速度は5~10km/h低い状況でした。それでも車両重量が170kg重くなって高速走行に安定感があるのは良いところです。そして最高速度付近でもフルスロットルではモーターのアシストが数十秒間続きますがそのあたりではモータートルクが低くアシストを実感できません。モータートルクを感じられるのは発進加速時と低速走行からアクセルを踏み込んだときくらいですが噂通りその加速力は重量増と相殺されるので5MTと比較して走行性能は低めのようです。まあそのあたりは分かっていたことなので不満はないのですが、普通のガソリンモデルよりも燃費の悪いHVって??と思ってしまいます。スズキでは以前に燃費逆偽装がありましたが、5MTのモード燃費は実際より悪く公表されてHVのほうは実際より良い数値に偽装されていたというか、販売車とは異なる、バッテリー寿命を考えない充放電条件でHVモーターをフル活用した時の燃費数値だったのではないかと疑ってしまいます。通勤でしばらく乗っていますが、HVのアイドリングストップ時間が極端に長くない限りどう見ても5MTのほうの燃費がいいのは間違いありません。

HV用バッテリーはFT7C-HEVという専用バッテリーが搭載されていてメーカーのテクニカルニュースの内容を見ると、通常のシールドバッテリーに較べてHV用としてかなり性能は高くなっていますが、それでもバッテリー寿命を考慮した使い方ではツインに搭載されているモーターの性能を充分に発揮させることができていないと思われます。これを出力密度の高いリチウムイオンバッテリーに交換した上で回生&アシスト制御を変更するとバッテリー重量の軽減とモーター駆動範囲の拡大が同時にできて走行性能、燃費性能ともに向上させることができそうです。



もうご老体のガソリンA(左)とまだピチピチのハイブリッドB(右)だけど年式的には前者が新しい。
Posted at 2017/12/18 02:58:11 | コメント(0) | トラックバック(0) | クルマ
2017年12月05日 イイね!

ツイン 3モーターHVプロジェクト 003

以前に参加したEVエコランではスタート時のグリッド順を決めるために前もって最高速テストがありましたが、そこでモーター性能が重要なのはもちろんですが、エコは置いといて最高速度のみに注目したとき最終的にボトルネックとなるのは支給されるバッテリーの出力密度になります。

Protean ELECTRIC社の18インチホイール用モーターのピーク出力は75kw、2輪で150kwとなりますがピーク領域ではモーター効率が下がるのでバッテリー出力としては短時間でよいので200kwくらいは欲しいところです。EVであれば搭載するバッテリー容量が大きいので問題ないのですが、HVの場合は搭載するバッテリー重量をできるだけ軽くしたいのでかなりハードルが高くなります。

比較的入手しやすい出力密度の高いバッテリーとして東芝のSCiBの10Ahセルの高出力タイプ1800W (SOC50% 10sec 25℃)がありますが、これを112個使えば200kw出力は計算上は可能になります。ただし前出のインホイールモーターのピーク出力を出すときの電源電圧は400Vとなっているので昇圧回路での損失等を考慮して220kw出力とすると123個。重量で約63kgですが結構いい感じになります。

実際はバッテリーの保持とその温度管理のための機構やモーター冷却液の熱交換機構そして電線の重量も無視できないので製作していくと想定の数割増しになってしまうのですが、年々バッテリーの性能も向上しているので数年後であれば思うよりも軽量に作れるかもしれません。

本来は省燃費のためのHVであるべきですが、やっぱり過激な方向を目指さないとやる気が出てきません。公道においてけたたましいエンジン音とともに加速していくのは遠慮したいのですが、ハイパワーな高級車を横目にモーター音のみでフロントアップ気味に加速していくツインなんて想像するだけで楽しくなります。これからはEVの時代とまことしやかに言われていますが、車重をあまり増加させないでEV並みの加速性能を発揮しつつ、EVを大きく凌ぐ航続距離を可能にしてくれるHVにはまだまだ魅力があります。

今週末に900kmほど離れた広島へツインHVを取りに行きますが、これで手持ち資金が底を尽いたので最初の2年くらいはツインのHVシステムの解析に費やすことになるでしょう。少なくとも発電+充電制御は思い通りにコントロールする必要があります。20年ほど前は仕事でエンジンECUやデジタルメーター等の修理もしていましたが、今はECU間のCAN通信などに介入する力量もないし、資金もなかなか貯まらないので年単位の時間をかけてコツコツと今回のプロジェクトを進めていきたいと思います。


(グラフではなぜかピーク出力は85kwになっている)

(Protean ELECTRIC社 資料より)
Posted at 2017/12/05 17:43:55 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記

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