排気タービン発電を自動車へ

東海大などが新ＨＶエンジン開発、排気エネルギーで発電、バッテリー小型化も可能
http://news.kanaloco.jp/localnews/article/1104230003/
　東海大工学部（平塚市）の林義正教授（73）が、新技術を導入した一般車両用の新型ハイブリッド車（ＨＶ）エンジンの開発に成功したことが22日、分かった。排気エネルギーを回生するのがポイントで、バッテリーの小型化も可能。東日本大震災の影響で長期にわたる電力不足が懸念される中、電気自動車への過渡的存在として高効率のＨＶエンジンは注目されそうだ。特許は申請済み。
　林教授のプロジェクトチームは、２００８年に自動車レースのルマン24時間耐久レースに世界初となる学生主体チームで出場するなどしており、昨年からレース用ＨＶエンジンの研究を重ねてきた。今回の新型エンジンは、その過程で生まれた新技術を応用したもの。エンジン開発のＹＧＫ（本社・山形）と精密小型モーター製造の日本電産（本社・京都）が参加した産学共同開発となった。
　林教授によると、新エンジンは独自に設置した排気タービン、減速機、発電機を用い、排出ガスに含まれる「熱、圧力などの排気損失」（林教授）を回収し、発電に利用して動力に戻す。テストでは、ガソリン１リットル当たり最大で４割の燃料効率アップが確認されたという。
　さらに、この新技術は現在各自動車メーカーが製造しているすべてのＨＶに取り付け可能で、搭載されている大型バッテリーを格段に軽量化できる。バッテリー原料のニッケルは、採掘時や廃棄時に環境に負担を与えているとされ、リチウムは約９割を輸入に頼っている。林教授は「導入にコストが掛からない。バッテリーだけでなく、エンジンそのものの軽量化もでき、ＣＯ２の排出はさらに抑えられる」と環境面へのメリットを強調した。
　東日本大震災による原発事故で、新たにエネルギー問題が取り沙汰される中、「原発が安定しない限り、電気自動車の普及は難しい」と指摘する自動車メーカー関係者は多い。
　林教授は「当分の間はＨＶでいくしかない。（電気自動車普及までの）踏み台として、新技術を生かしてもらえれば」と話している。

高効率ハイブリッドシステムを開発　ワイ・ジー・ケーと東海大
http://yamagata-np.jp/news/201104/23/kj_2011042300906.php
　エンジン開発などのワイ・ジー・ケー（ＹＧＫ・山形市、山崎正弘社長）は、東海大の林義正教授と共同で、排ガスを電気エネルギーに変換する高効率ハイブリッドシステムを開発した。エンジンが稼働する限り発電するため、車載されている現行システムに比べ燃費効率が良いという。特許を申請しており、実用化を目指し国内外の自動車メーカーなどに提案していく。
　東日本大震災による長期的な電力不足が懸念される中、林教授は「現状で電気自動車を普及させるのはなかなか難しい」とみており、ハイブリッド車の高性能化につながる新システムは注目を集めそうだ。
　現在のハイブリッド車は減速時などに駆動輪からの動力によって大容量のバッテリーを充電し、低速走行時などにモーターを稼働させる仕組みになっている。
　これに対し、今回開発したシステムは排ガスの排出ルートにタービンを設置、タービンの回転で発電機を稼働させることで電気エネルギーを生み出す仕組み。エンジンがかかっている間は排ガスが出るため、タービンも回り続ける。そのため電気をモーターに常時供給できるという。林教授は「エンジンとモーターが常に協調して出力を発生させることができるため、燃費効率は飛躍的に高くなる」と説明する。
　林教授によると、エンジンに供給された燃料エネルギーの約30％が動力となる一方、35％は排ガスとして排出されるという。「この35％のうち3分の1でも電気エネルギーとして回収しモーターの動力に変えることで、有効に使える燃料のエネルギーは40％以上に向上する」と解説する。
　エンジンやモーター用バッテリーの小型化にもつながり「車の製造コストを抑えることもできる」と同社。ハイブリッド車の低価格化が進めば、普及にも弾みがつくと期待する他「温室効果ガスの削減にもつながるはずだ」と環境面のメリットも強調する。

東海大工学部　林義正教授
http://www.ed.u-tokai.ac.jp/laboratory/hayasiyosi/index.html

ワイ・ジー・ケー
http://www.yellowmagic.co.jp/
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排気タービン発電は大型船舶では使われてたりする技術だけど、車に搭載するには排気系の取り回しの優先度を上げないとね。普通は優先度最低で空きスペースに無理矢理配置されるような感じだからね。
それに排気抵抗が増える訳だから、総合効率は上がるにしてもスポーツカーには不向きかも知れないよね。少なくとも掃気性能で圧縮比を稼ぐマツダのスカイアクティブGへの搭載は厳しいものがあるだろうな。

でも排気タービンで発電して、モーター過給するような型式にすれば、ターボ車の吸気系のレイアウトの自由度が大幅に改善されるよね。わざわざエアクリーナーから排気系まで配管引かなくて良いんだもんね。
モーター過給だとプログラム次第で低速トルクも出しやすい、アクセルレスポンスも作り込めるしね。