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燃費に関するノウハウで「空気抵抗は速度の二乗に比例する」というものを目にすることがあります。
日産リーフの時速40キロの空気抵抗は1.2kWhですが、時速100キロだと6倍以上の7.4kWhまで増加します。（※1）

しかし空気抵抗が消費電力全体に占める割合は速度によって変わるので、実際の変化はそれほど劇的ではありません。
40km/hと100km/hを比較すると消費電力は1.9倍の増加に止まります。
高速道路を100km/hで走っていると全消費電力の57％を空気抵抗が占めますが、一般道を40km/hで走ると空気抵抗の割合は17％まで下がるからです。

平坦で渋滞の無い道路ならこの程度ですが、起伏があり信号が多い渋滞路では空気抵抗が占める割合はさらに下がります。
東京→小田原を例に空気抵抗が消費電力に占める割合を試算すると
高速道路を時速100キロ　56％
一般道を時速40キロ　7％
市街地の一般道路では空気抵抗以外の諸条件による消費電力が増え、結果として空気抵抗の影響が無視できるほどまで小さくなってしまいます。


空気抵抗には気温も影響します。
気温が下がると空気が重くなるので空気抵抗が増えます。
気温が30℃から0℃に下がると、空気抵抗は12％も増加します。

窓を開けても空気抵抗が増します。
全開にすると約3割大きくなるという例があります。（※2）
時速40キロだと走行抵抗は5％の増加にとどまりますが、時速100キロだと16％も増加します。

気圧の変化も空気抵抗に影響します。
台風の低気圧（960Pa)と強い高気圧（1060Pa)では、空気抵抗に10％の差があります。
高気圧の方が空気抵抗が大きいので、一概に「天気が良いと電費が良くなる」というわけではないようです。

湿度の違いも空気抵抗に若干の影響が生じますが、乾燥状態（湿度20％）と雨天（湿度100％）でも1％の差です。


《まとめ》

【空気抵抗】
　車体表面の空気との摩擦により発生する抵抗で、車速の二乗に比例する。時速70キロを超えるころから顕著に影響が出る。
　Ra = λSV＾2
　Ra ： 空気抵抗（kg）
　λ ： 空気抵抗係数（kg･sec2/m4）
　S ： 車両前面投影面積（m2）
　V ： 車両走行速度（km/h）


「燃費（電費）を決める要因　1.走行抵抗」シリーズ一覧
1.走行抵抗とは
(1)加速抵抗
(2)転がり抵抗
(3)空気抵抗
(4)坂道での勾配抵抗
(5)回転部の摩擦抵抗
(番外編)低燃費タイヤ


《注記》
記載内容、試算数値は随時変更します。
※1：走行条件は、メーター読み速度、気温20℃、一名乗車、乾燥した平坦路、純正タイヤ、車内機器電力7w/km
※2：http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1343333458

資料画像：「低燃費タイヤ等普及促進協議会」（経済産業省）
http://www.meti.go.jp/committee/materials2/data/g90126bj.html
「資料3 タイヤが自動車燃費に与える影響について」を加工して作成。
※経済産業省の利用許諾済

自動車が移動するためには、いろいろな部品が回転するので、そこで転がり抵抗が発生します。
主な転がり抵抗の要因は、
・タイヤの変形
・路面とタイヤの接地面との摩擦

タイヤが受ける空気抵抗を含めても、転がり抵抗へのタイヤの変形による影響は9割にも及ぶので、他の要因はほとんど無視できます。


なぜ、タイヤの変形が転がり抵抗の主要因になるのか？
自動車のタイヤは走行中、常に変形させられているからです。

アリがちな誤解の一例として「硬いタイヤは変形しにくいから燃費が良くなる」というのがある。
タイヤが完全な剛体なら、そうなるはずですが、実際は画像のように変形しているから「硬いタイヤほど変形しにくいからエネルギーロスが多くなり燃費が悪くなる」です。


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タイヤがどの程度燃費（電費）に影響するかというと、
一般的に燃費の良い運転ができるとされる信号や渋滞の無い快適な状態でドライブしていると、1/4はタイヤで燃費が決まってしまっている。


タイヤの転がり抵抗を減らすには低燃費タイヤの装着が手っ取り早いが、日頃の空気圧の管理を怠ると台無しです。
空気圧は自然に減るし、気温が下がればさらに減ります。
夏から冬へと季節が変わってもタイヤの空気圧を点検調整しなければ、燃費（電費）は5％悪くなる。
20kWhほどのエネルギーで走るEVだと1kWhに相当します。


転がり抵抗、転がり抵抗係数の関係を図示します。


《まとめ》

【転がり抵抗】
車輪がころがる際に生ずる路面との接触によるタイヤの変形により発生する。ころがり抵抗係数と車両総重量に比例するが、車速には関係しない。
　Rr = Wμ
　Rr ： 転がり抵抗（kg）
　W ： 車両総重量（kg）
　μ ： 転がり抵抗係数


「燃費（電費）を決める要因　1.走行抵抗」シリーズ一覧
1.走行抵抗とは
(1)加速抵抗
(2)転がり抵抗
(3)空気抵抗
(4)坂道での勾配抵抗
(5)回転部の摩擦抵抗
(番外編)低燃費タイヤ


○資料画像：「低燃費タイヤ等普及促進協議会」（経済産業省）
http://www.meti.go.jp/committee/materials2/data/g90126bj.html
「資料3 タイヤが自動車燃費に与える影響について」を加工して作成。
※経済産業省の利用許諾済

市街地や郊外で自動車を運転すると発進と停止を繰り返します。
この時に生じるのが加速抵抗です。
停止状態から定速まで速度を上げるために必要なエネルギーです。


逆に定速から停止状態までに得られるのが減速による回生エネルギーです。
EVやハイブリッド車は回生ブレーキにより減速でエネルギーを回収します。
しかし、回収効率は良くても7～8割、機械ブレーキ併用だと3～4割まで下がってしまうので、この差が加速抵抗として残ります。

（回生イメージ図）

加速と減速を繰り返す回数が多くなるほど、回収できなかった加速抵抗が加算されます。
信号や渋滞だけでなく、曲がりくねった峠道でもカーブの手前で減速し、その後加速という操作を繰り返すので加速抵抗が生じます。

加速抵抗をほとんど回収する方法もあります。
減速時にエネルギー回生を行わずに自然減速させると最も回収効率が良くなります。
判りやすく言えば、惰性で走ったほうが回生ブレーキを使うよりも効率が良いということです。

ところで、リーフはマイナーチェンジによって航続可能距離が14％向上しましたが、回生ブレーキの性能向上が大きく貢献しているようです。
日産では公開していませんが実車による走行データーの比較から、マイナーチェンジで10％以上の回生量増加となっているようです。

《まとめ》

【加速抵抗】
加速する際に発生する抵抗で、加速度及び車両重量に比例する。
　Rc =b/g（W+ΔW）
　Rc ： 加速抵抗（kg）
　b ： 加速度（m/sec2）
　g ： 重力の加速度（m/sec2）
　W ： 車両総重量（kg）
　ΔW：駆動機構の回転部分の慣性相当重量（kg）


「燃費（電費）を決める要因　1.走行抵抗」シリーズ一覧
1.走行抵抗とは
(1)加速抵抗
(2)転がり抵抗
(3)空気抵抗
(4)坂道での勾配抵抗
(5)回転部の摩擦抵抗
(番外編)低燃費タイヤ


○資料画像：「低燃費タイヤ等普及促進協議会」（経済産業省）
http://www.meti.go.jp/committee/materials2/data/g90126bj.html
「資料3 タイヤが自動車燃費に与える影響について」を加工して作成。
※経済産業省の利用許諾済

自動車が走るために必要なエネルギー効率を一般的には燃費、EVでは電費と称しますが、その仕組みについてEV電力消費シミュレーターの開発で得られた情報を自分なりにまとめようと思います。
第一回は、走行抵抗の概要について。

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自動車の走行時には、
・速度を増すことによる加速抵抗
・タイヤの変形に伴う転がり抵抗
・空気抵抗
・坂道での勾配抵抗
・回転部分の摩擦抵抗
が作用し、これらの走行抵抗に打ち勝つために動力が使われます。


平地での定速走行時に作用する抵抗は、主に転がり抵抗と空気抵抗です。
低速では空気抵抗は小さく、タイヤの転がり抵抗の寄与が大きくなります。
しかし、空気抵抗は速度依存性が大きく、大体70 km/hを超えると走行抵抗への寄与は逆転するようになります。

10・15モードでの走行抵抗への寄与の構成※1は
・加速抵抗60％
・転がり抵抗20～30％
・空気抵抗５～10％
となっており、動力の大部分は加速に費やされています。

より日常の走行に近づけたJC08モードで寄与の構成※2は
・加速抵抗が54％
・転がり抵抗が23％
・空気抵抗が15％
・その他が8％
とされています。

加速抵抗の割合の大きさから、市街地や郊外での走行はアクセルとブレーキの使い方が燃費（電費）に大きく影響していることがわかります。

EVの走行抵抗は下記の式で求められます。※3
これから、この式の各項目について解説していきます。


「燃費（電費）を決める要因　1.走行抵抗」シリーズ一覧
1.走行抵抗とは
(1)加速抵抗
(2)転がり抵抗
(3)空気抵抗
(4)坂道での勾配抵抗
(5)回転部の摩擦抵抗
(番外編)低燃費タイヤ


○参考資料　
※1タイヤと燃費 - 日本ゴム協会　豆知識
※2ブリヂストン、「断トツの低燃費を実現した」新コンセプトタイヤ説明会 2013年3月5日発表


○転載画像：「低燃費タイヤ等普及促進協議会」（経済産業省）
http://www.meti.go.jp/committee/materials2/data/g90126bj.html
「資料3 タイヤが自動車燃費に与える影響について」を加工して作成。
※経済産業省の利用許諾済

※3環境対応車普及方策検討会資料（転載許諾済み）

休日のお昼ご飯は、お弁当を持参して近所の風景を愛でながら食べることがあります。
今回は、高遠城址公園へ。

桜の名所として有名ですが、秋の紅葉シーズンにもお祭りらしきものをやっています。
日産リーフがバッテリー残量40％で往復できるお弁当スポットとして楽しませてもらいました。

たまたま朝TVを付けたら「NHKのキッチンが走る」は高遠編でした。（番組では伊那市という設定ですが）
ちょうどお昼時になったので、背中を押されるように、出発！

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思ったよりも人出は多いし、遠くから来ている。
姫路ナンバーも見かけました。
お弁当を持参していない人（ほとんどのお客さん）は、お決まりの高遠そば会場へ。


人混みをかき分けて歩く桜の時期と異なって、自分のペースで歩き、三脚を立てて写真を撮っても全く邪魔になりません。


色付いているのはモミジだけなので、ちょっと物足りないが、絵になる場所も何カ所かあります。


一番鮮やかで、人だかりができていたのは駐車場脇のモミジ。


お弁当を食べるだけのために訪れたのに、この光景を見せていただいてありがとうです。


ちょっと冷え込んだから携帯コンロでお湯を沸かして温かいスープと奥さん手作りの弁当でお腹がいっぱい。
お昼寝に帰ります。
家に着いたらリーフのメーターは「－－－」
ちょうど40％で往復完了です。