おっさんくんのブログ一覧

PHVには回生ブレーキがついていますが、電費を最大化するには、この回生ブレーキを最大限有効活用する技を身につける必要があります。
回生能力を超えるブレーキングをすると機械ブレーキが動作してしまいます。そうなるとせっかくの運動エネルギーを捨ててしまい電費が悪化することになります。
では、一体どのくらいのブレーキングまで回生ブレーキのみで減速できるのか？　

回生ブレーキを最大限活用する方法としては、ハイブリッドシステムインジケータ（HSI）上の回生ゲージ表示がCHG上限を超えないようにブレーキングを行えばよいと取説に書いてありますが、どうもこの表示は嘘をついているのでは？と思うときがあります。回生ゲージがCHG上限を超えないようにブレーキを掛けているのに、Hybrid assistantのブレーキ表示が機械ブレーキの介入を表示していることがあるからです。

Hybrid assistantでは、ログデータの中に、全ブレーキ力（マスタシリンダでのブレーキトルク＝回生+機械ブレーキ力指令の合計値）と、回生ブレーキ力（実行された回生ブレーキ力）があります。
これを分析することで、謎を解明し、回生ブレーキマスターへの道筋をつけたいと思います。

■回生ブレーキ動作領域の把握
まずは、なるべくブレーキの踏み方に強弱をつけてブレーキングを実施しながら、高速を含めあちこち走りHybrid assistantでデータ採取しました。
採取したデータを分析します。横軸には速度を、縦軸には全ブレーキ力（オレンジ）と回生ブレーキ力（青）をプロットします。
ブレーキ力（ブレーキトルク）は、負に大きくなるほど、強いブレーキということになります。



プロットデータによると、運転中の全ブレーキ力は最大-400Nm程度でした。ちょっと強めの減速をした場合にこのくらいになっているようです。ちなみに停車中目一杯ブレーキペダルを踏み込むと-1024Nmでした。

回生ブレーキ力のみを抜粋します。
全体的に、-221Nmでリミッタが掛かったようになっています。回生ブレーキはここまでで、これ以上のブレーキは機械ブレーキで補足となっていることがわかりました。
低速側は、10km/hから回生ブレーキはゼロに向かって直線状に絞られています。
ここも機械ブレーキで足りない分は補足されています。
ちなみに、HSI上で回生ゲージがCHG上限未満を表示していても、回生トルクは-221Nmで制限されて機械ブレーキが動作していることがありました。



速度50km/h以上では、回生ブレーキ力は-221Nmからさらに制限されています。トルク一定だと、速度が上がるほど回生電力が大きくなるので、電池側の充電制約による電力制限が存在していると考えられます。先日判明した充電側の電力制限値が最大-40kWでしたので、-40kWとなる速度・回生トルクのカーブを描いてみました。黄色線です。



回生ブレーキ力のプロットが黄色線に沿っていることから、50km/h以上での回生制限は、電池側の-40kW制限に起因するということがわかりました。

■HSIの回生ゲージの表示について
回生電力が-40kWのとき、HSIの回生ゲージは上限一杯の表示になります。50km/h以上の速度域ではHSI上限一杯のブレーキングで、-40kW目一杯の回生ができるようです。しかし50km/h以下では、HSIの回生ゲージ一杯のブレーキングでは、機械ブレーキ併用になります。（これまでHSIの回生ゲージが振り切れない範囲なら、回生のみのブレーキと思っていましたが・・だまされてました！）
つまり、HSIの回生ゲージは、あくまでパワーメータに過ぎず、-40kWを上限にそのときの回生電力を表示しているだけと思われます。

■どうやって-221Nm以内のブレーキングを実現するか
回生ブレーキの負担領域がわかったところで、つぎの課題は、運転中にどうやって回生トルク制限値である-221Nm以下のブレーキングを実現するか、です。わかりやすい指標が必須です。

そこで、平坦路で種々のブレーキ踏力で一定減速度で減速し、そのときの速度と全ブレーキ力・回生ブレーキ力の時間変化を分析しました。
なかなか一定減速度で停止するのは難しいですが、なんとかデータがとれました。

下図は、全ブレーキ力がおおよそ-221Nmで、ほぼ全回生負担となっているときのグラフです。このときの速度変化から、減速度は-6.0km/h/sであることがわかります。別の言い方をすると、1秒で6km/h減速するレートです。Gでいうと、0.17Gです。

ブレーキ立ち上げ、停止間際のブレーキ抜きを考えると、ちょっと余裕をみて、1秒で5km/h減速するレート（50km/hからのブレーキなら10秒で停止）でのブレーキングなら、全回生が可能であるということがわかりました。



いろいろわかったところで、5km/h/sのブレーキングをやってみました。下図左は訓練前、右は訓練後です。まだ-221Nmを超えるブレーキングも散見されますが、最大回生ブレーキ力を超えるブレーキングの回数は減っています。まだ訓練が必要のようです。



■まとめ
結論としては、回生ブレーキを最大限活用し、運動エネルギーを最大限回収する方法は以下となりました。
・50km/h以下：5km/h/s以下のレートで減速する。（1秒で5km/hの減速度）
・50km/h以上：HSIのCHGゲージが振り切れないように減速する。

駆動用電池の劣化は避けられませんが、なるべく劣化させたくないですね。
どうすれば劣化を抑えた運用ができるのかは、課題でもあります。

この参考になりそうな技術が、三菱自動車の公開特許公報にありました。（特開2019-160395）
駆動用電池の劣化の進行を、ユーザが設定した劣化進行目標に合うように制御する、という内容です。

内容の概略ですが、
ユーザが電池の劣化の進行の目標値（例えば容量劣化を年間5％以内に抑えたい・・）を設定すると、車両ECUは、現在の電池の劣化の進行具合に基づき、設定した目標値に合った劣化進行となるように、電池の充放電条件を必要に応じて制限する内容です。

例えば、現在のレベルで劣化の進行が継続した場合に、設定した目標値よりも早く劣化が進行すると判断される場合には、より劣化を抑えるように充放電条件の制限を厳しく制御します。逆に現在の電池の劣化の進展が継続した場合に、設定した目標値よりも劣化が軽く済むと判断される場合には、より充放電の制限を緩和する制御をします。



制御内容の一例が開示されていました。
例えば、上限SOC100%までの充電と下限SOC20%まで放電する運用を繰り返し、満充電での駐車を繰り返す運用をしている場合には、電池の劣化が設定した目標値よりも大きく進行すると判断されるので、充電上限SOCを80%程度に制限し、また放電下限もSOC30%程度に制限する制御が発動されるという具合です。（SOC変動幅はアウトランダーPHEVを想定？）

＜制限制御発動前の運用＞


＜制限制御発動後の運用＞


これを参考にすると、以下の運用を心がければ電池劣化の進行を最小限にできるようです。

① SOC100%までの充電は避ける（プリウスPHVではSOC83%あたりで満充電となりこれ以上SOCは上がらないので、すでに対応済みですかね。）
② 満充電放置は避ける（よく言われていることですね。夏場の高SOCでの長時間駐車は避ける。）
③ 低SOCまで放電させない（低SOCでは電池電圧低下に伴い電流が増えることと嫌ってのことでしょうか？）＝SOC30%程度でHVに切替る。

メーカも、電池の劣化とどう折り合いをつけるか、いろいろ頭を悩ませているようです。

※内容の全文は以下などで検索して閲覧できます。
https://www.j-platpat.inpit.go.jp/

ポルシェの初EV、タイカンがデビューしました。
現時点で最高性能を有したEVかと思います。
そこで、ハイパワーを支える電池システムについて、無謀にも！我がPHVと仕様比較してみたいと思います。



容量：
96kWhです。PHVは8.8kWhなので、約11倍です。
セルはLG製のようです。100kWh程度を積むのは今後のプレミアムEVの標準でしょうか。

定格電圧：
723Vです。PHVは352Vですので、約2倍です。
この800V系電池システムは、ケーブルの直径を細くし、軽量化しながら大電力を扱えるようにするとともに、将来の500kWでの超急速充電にも耐えうるH/Wとする目的があるようです。すごい！



最大出力：
620kWです。PHVは非公開ながら、実測では出力制限は68.4kWですので、約9倍です。まぁ、比べるべくもありません。

電池質量：
620kgです。PHVは120kgなので、約5.2倍です。
PHVの電池比で容量・出力は約10倍、一方質量は約5倍なので、パワーウエイトレシオはPHVの電池の2倍です。さすがポルシェ！

冷却方式：
循環液冷式です。あらかじめナビで急速充電する場所を指定しておくと、到着までに電池のパフォーマンスが最大化するように電池温度を30℃に制御する機能を有します。冷却だけではなく加温もできるシステムです。電池の温度vs　SOCにおける最大充電電力のマップがありました。こういうデータに基づいて、最大性能が出るように制御されるようです。
PHVは空冷式（ほぼファンは回らんですが）＋加温ヒータ（普通充電時）ですね。PHVにはこれで必要十分です。





車載充電器出力：
9.6kWです。0→100%充電に11時間。
PHVは3.3kWですので、約3倍です。11時間で満充電にできれば実用上問題ないでしょう。しかし自宅で連続9.6kW引っ張るには、自宅の電源系統をだいぶ改良要です。ポルシェのパフォーマンスを最大化するには、自宅のspecも強化必須。

急速充電：
地上設備側によりますが最大270kWで充電可。SOC5%→80%が22.5分。（電池温度30℃制御を生かしている場合）
ただ、電池が氷点下なら45分とのこと。電池が低温に弱いのは同じですね。。

一度は乗ってみたいです！

出典：

https://arstechnica.com/cars/2019/09/everything-you-wanted-to-know-about-porsches-new-electric-car/

https://www.caradvice.com.au/789624/porsche-taycan-battery/

トヨタが量産電気自動車を発売！

といってもまた中国の話ですが。。
合弁の広汽トヨタ製、iA5です。

出典
https://mp.weixin.qq.com/s/tKqnsvob2lY6VSSnbOuOcw
https://www.gac-toyota.com.cn/vehicles/ia5

spec
最高速度　156km/h
車体サイズ　全長4,792mm X 全幅1,880mm X 全高1,530mm　1625kg
モータ最高出力　135kW　300Nm
電池容量　58.8kWh
電費　7.63km/kWh
航続距離　510km（NEDCモード）

電池は床下にびっしり配置。広く薄く配置されているようです。
さほど車体が腰高に見えないのはこの電池配置の効果でしょうか？



インテリアも素敵です。配色など中国人好みなのでしょうか。





これで19元程度、300万円弱のようです。
補助金込みかわかりませんが、安いですね。。

ＥＶの駆動電池の容量や走行可能距離が、新車時と比較してどのくらい低下しているかを、車内ディスプレーに表示することをルール化するようです。
経産省が自動車各社に要請し年内に決定するとのこと。

電池容量を適切に評価する仕組みをつくり、EVの中古市場を育成するとともに、電池の再利用を促す狙いがあるとのこと。

出典：
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO49298020S9A900C1MM8000/

リーフのようなセグメント表示になるのでしょうか？
できれば実容量あるいは新車時からの容量比率を数値で明確にしてほしいところです。
メーカにとってはあまり知られたくない情報でしょうが、長寿命の電池開発のモチベーションにもなるとおもうので、この方向性は歓迎です。

でも充電電力量を計測したりとか、謎解きをしていく楽しみは減ってくるのでしょうかね。