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クレバスさんと諏訪湖の花火へ行ってきました！
クレバスさんいろいろとありがとうございました。

９年連続での諏訪湖の花火です。
中学生や高校生の頃は片道40kmくらい自転車を走らせて諏訪まで花火を見に来たもんでした（笑）

諏訪の花火は規模も打ち上げ本数も全国トップクラスで圧倒的です！
何度見てもいいですね。
ここと比べちゃうと他の花火大会行っても感動が薄くなってしまいます。

今まであまり知らなかったんですが、i-MiEVを500円/1hで借りられるサービスが三菱ディーラーで始まっていました。
上記の料金設定は最大４時間までしか適用されませんが、レンタカーとしてもう少し長時間借りることも可能です。
（MMCレンタカーのＨＰで4h以降の料金は確認できます）
軽自動車のレンタカーって一日5000円程度でしょうか。
そう考えると安くはないけれど、ガソリン代かからないし、新しいものを試したい新技術好きには十分すぎるほどリーズナブル！
4hで2000円なので、休日に走り回ってみる価値はあると思います。

しかも、実家から遠くないところに試乗車があり、これなら乗れるじゃないの！ということに。
迷うことなく、レンタル予約したところ、本日の予約が難なく取れた。
そんなわけで、本日４時間程i-MiEVを乗り回してきました！
一人で乗るのもなんなので、お友達のクレバスさんをお誘いして二人で。
最悪、電欠したときに押してもらうために！（というのは冗談）

i-MiEVの航続距離は10・15モードで160kmというのはご存知のとおり。
しかし、実際はそんなに走らない。
レンタカーの案内書には80～100kmまで走れると書いてある。

今回設定したコースは約85kmで、普通に乗れば難なく走れるコース設定だ。
もしレンタカー借りるなら、事前にGoogle Mapで距離を計算するとよい。
もう少し攻めて100kmくらい走っても良かったが、どのくらいの電費なのかまだまだわからないので程々の設定に。
持ち物として、充電プラグの接地極付の100Vコンセント（３本足）を通常のコンセント（2本足）に変換するアダプターを持っていく。
説明書では変換プラグの使用は禁止されているが、万一に備えて携帯したい。
最悪の場合、コンセントを貸してもらって充電させてもらうことができるからだ（笑）

ディーラーにつくと、i-MiEVは充電中で200Vコンセントに接続されていた。
なんと、赤と白の派手なツートーンカラーだったりして・・・（笑）
営業さんに車両の説明を一通りしてもらい、12時に出発！

出発時の推定航続距離は70km。これじゃ、今回のコース回れないジャン！と思うのは気が早い。
電欠する人が出ないよう、けっこう余裕を見た予想なのだ。
ちなみに、最新のロットのものではかなり高精度化されているようだ。
他の部分もカタログにはかかれていない改良がかなりされているらしい。

ディーラーを出発して走り出すと、「静かだ！」という独り言を何回も言ってしまう（笑）
自動車だけれど、自動車じゃない新しい乗り物なのです。
ハイブリッドカーとは違う異質の乗り物であることはわかると思います。

今回は高速道路での実用性を確かめたかったので、すぐに中央道・諏訪ＩＣから高速道路へ。
加速車線でフルスロットルをかましてみると、ジェット機というか新幹線というか、
キーーン！という気持ちいい音がして一気に100km/hを超えてしまう。
その時点でディーラーから5kmくらいであったが、電池が一コマ（合計16コマある）減ってしまった。
高速道路を100km/hで走ること自体は楽勝ではあるが、電池の減りはそれなりに多い。
アイは背が高いので空気抵抗がけっこう大きいのである。
できるだけ電池に余裕を持ちたいので80～90km/hの巡航に切り替える。
高速道路上でのエアコンは送風だけにしたつもりだったが、実はコンプレッサー回っていて電力消費していた（汗）

高速道路を25km程走り高速を降りる。4コマ分バッテリーを消費。
1コマが1kWhなので、電費は6.2km/kWhという計算に。
予想よりも悪いのですが、原因は強い向かい風です。無風なら7km/kWhは超えます。
長野県内の中央道なのでアップダウン多く条件は良くないものの、
80～90km/h巡航はエアコンありでそのくらいというのがひとつの目安であろう。
100km/h＋エアコンありだと6km/kWhくらいでしょうか。

伊那市内で名物・ソースカツ丼を食べる。レストランの駐車場でおおいに注目される。
サイドに張ってあった「電気自動車　体験中」とかいうマグネット式のシールが派手で恥ずかしかったので、はがしました（笑）
それでも、色が派手なので注目される。

昼食後、私の実家で50分ほど充電することにした。

庭で充電開始です。なんとかコードが届きました。


右サイドが普通充電プラグです。左は急速充電プラグですが、長野県には充電できる場所まだなし。


充電ガンは使いやすいカタチで特に迷うことなくつなげる。
屋外の100Vコンセントに接続です。
なお、写っているNationalの機械（ヒーターの室外機）は関係ありません（笑）
ケーブルにつなぎ目があるのがわかると思いますが、つなぎ目からコンセントまでは100V用の変換プラグです。
その部分は1mあります。
車両からつなぎ目までが100V/200V用のケーブルで5m。
100Vなら6mのケーブル長があるということです。



48.5km走って、７コマのバッテリーを消費。
高速道路を走り、一般道も法定速度近辺で普通に走って6.9km/kWhですから、まあまあの結果ですかね！
実家からディーラーまでは36kmですのでこのまま行くと充電しなくても余裕で走れる計算。
しかし、充電したことによりこの写真の位置から１コマ回復しました！

メーターに、charge, eco, powerという表示があるが、普通に走る分には緑色のeco領域で十分走れる。
40km/h程度でアクセルを抜くとDレンジの場合、chargeエリアの1/3くらいまで回生がきく。
おおよそ60km/h以上でなおかつ、Bレンジ（回生を積極的に行うポジション）にすると、
フルスケールを使い切るくらいまで回生が可能。
20km/h以下だと回生がカットされてしまうが、滑らかな運転をすると、停止寸前以外はブレーキペダルを踏む必要がない。
回生を適切に行うことが航続距離を向上させるためのコツなのはいうまでもない。
平均速度30～40km/h、最高速度70km/h程度で時々信号に引っかかるような田舎道でエアコンを切ると、
なんと、15km/kWh程度走ってしまう！
満充電なら一般道を220kmも走れてしまうのだからすごい。
エアコン使ってもカタログ値は超えてしまうだろう。


充電中に車両のチェックなど。

興味深かったのがタイヤの空気圧。
かなり指定空気圧が高い！
転がり抵抗を極限まで減らすための工夫なのだろう。
ちなみに、250kPa以上入れてもあまり転がり抵抗変わらないので、このあたりが上限でしょう。

充電を終了し、急な峠を経由し、ディーラーへ向かう。
峠の登りが懸念事項ではある。頂上はなんと、1200mを超える標高である。
実家の標高約600mから実に標高差600m以上。
峠の入り口から頂上までは20kmあったが、6コマも電池が減ってしまった。

ゆるい登り坂では6～7km/kWh程度。
急な登り坂を60km/hくらいで渋滞作らないように走ると3km/kWhくらい。

登り坂では電池減るもののパワーは十分すぎるほど。
峠の登りで遅い車を追い越したりしたが、かなりスムースに追越できる。
愛車のレガシィよりもスムースなくらいだから驚く。

峠の頂上で電池残量は４コマ。これだけあれば余裕！
関心があったのが、峠を下ると回生ブレーキによりどれだけ充電されるのかということ。
高低差は約600mですが、峠下るまでに１コマ半程度（？）電池残量が回復！！これは嬉しい。

峠を下ればディーラーはすぐなので、５コマも電池残量あれば余裕余裕。
いままで控えていたエアコンの効きを強めにし、ここぞとばかりに気持ちいい加速を楽しむ！
軽自動車なのに、1.5Lクラス並みの加速感。
30km/hくらいからフルスロットルしたときのシートバックに押し付けられる感覚はたまらないです。
これはクセになりそう・・・
意外にも高速域の加速がいいので、電池残量を気にしなければ高速の追い越し車線をかっ飛ぶことも可能です。

時間通りにディーラーに到着したものの、車を降りたくない気分になりましたね（笑）

結局、計85km走って12kWh弱の電力を消費しました。
平均すると7km/kWh強。
つまり、バッテリーの16コマ中15コマを使ったなら105km走れたということ。
今回、一般道ではガソリン車と変わらない実用的な乗り方で加速もかなり楽しんだ。
無理なエコランはしていません。回生制動を積極的に入れる工夫はしたものの、一般的な運転です。

高速のみ80～90km/hだったものの、誰でもこのくらいの電費にはなると思っていいでしょう。

電気自動車も案外実用的だと思いました。
10・15モード達成率は70％ですから、まずまずでしょう。
クーラー使用だと今回くらいの結果になるはずですが、
寒冷地でヒーターを入れるとさらに1～2割電費は低下するので、
何時でも誰でも安心走れるのは80kmくらいであることに変わりない。
やはり、今の２倍くらいは走ってくれないとメインカーとしては使えない。
冬場も200km走れるEVが出てきたらいよいよＥＶの時代になるでしょう。

興味ある方はぜひともディーラーへ問い合わせてお試しください。


今回の走行パターンと電費の一覧です（電費等は推定値）。

ディーラー　　　　　　　　　　　　走行距離　　電費　　　使用電力量
↓　一般道（エアコンＯＦＦ）　　3km　　　　6km/kWh　　0.5kWh
中央道・諏訪ＩＣ
↓　中央道（エアコンＯＮ）　　25km　　 　6.2km/kWh 4.0kWh
中央道　伊北ＩＣ
↓　一般道（エアコンＯＦＦ）　10km 10km/kWh 1.0kWh
レストラン
↓　一般道（エアコンOFF） 　10km 10km/kWh 1.0kWh
実家 (50分間充電/0.8kWh程充電？)
↓　一般道（エアコンＯＮ）　　37km 7.4km/kWh 5.0kWh
ディーラー
　　　　　　　　　　　　　総距離：85km 平均電費：7.4kWh/kWh 使用電力量：11.5kWh

いち早く日産リーフに試乗することができた。
とはいっても、悲しいことに運転できず…

動く実物を見たことがなかったので、外観をじろじろ。
うーん！正直、カッコよくはない。
しかし、色をブラックにしてホイールをいかついやつにするだけで随分とカッコよくなることがわかった。
それはともかく、乗った感じは、とてもよかったですよ。
どうよかったのか？
モーターって滑らかに回るイメージ持ってるかもしれませんが、実はそうもいかない。
EVのモーターには専門的に言うと突極性があるので、トルクは波打って発生しているのだ。
それが大きすぎるとコツコツ感や振動を感じてしまう。電機メーカーですら対策には日々苦労しているようだ。
また、ギヤのバッククラッシュも対策が難しい部分。リーフではバッククラッシュが起きないように緻密にモーター軸の位置制御をしているらしい。
モーターは自社製ということだが、音震関係はすべて問題ないレベル！さすがだと感心。
キーンというようなインバーター駆動特有の音もしっかり抑えていて、i-MiEVなど比較にならないほどの静粛性を持つ。
なお、モーターはソリッドマウントを採用し、ゴムブッシュ等を用いず剛結してる。エンジンでは絶対真似できないですね、これは。

加速感はプリウスくらいを期待しておけば間違いないが、プリウスよりはレスポンスが遥かにいい。
40km/hくらいまでしか出せないテストコースなので、高速域の加速はわからないが、40km/hくらいまではスッといく。

乗り心地はかなりいい。
ドイツ車的な乗り味で、まるでゴルフのようなガッシリ感としなやかさを持つ。
サスセッティングはかなり凝ってるようだ。
EV化でヨー慣性モーメントが小さくなったので、軽くはない車にも関わらず、800kgくらいの車のような素早い挙動を持っていた。
後席に乗っていたのですが、それは解るほどで驚きましたね。
いかにフロントのエンジンが重かったかがわかります。

重量は鋭意軽量化中ということで、秘密。
航続距離は公表されてる数字よりも少し伸びるようなことを言っていた。
1015モードとJC08では200kmは越えられる見通しで、今現在も1kmでも伸ばすために研究開発中とのこと。
仮に1015モードで215km走るなら、iMiEVとの重量差考えたら少し驚くモーター効率。
最終的な数字に期待してます。

全体的な感想は、期待していたよりも技術的に良くできているなあ、というもの。

他にも参加者が居たが、既に予約した方多数。
｢300万円以下で電気自動車に乗れるなら買わない手はないでしょう｣といってる方も。
ほんとにそうだと思います。私もお金があれば買っていたかもしれませんね(笑)

予想以上に電気自動車の普及は早いと確信しました。

新聞などで発表された通り、トヨタの小型ハイブリッド車がかなりの燃費を実現するらしい。
まあ、車体が軽くなるのでそのくらいは実現不可でもない。

今回注目したいのが、コスト。トヨタのハイブリッドシステムはモータが2つなのでコストがかかる。
プリウスよりもさらに50万下げるにはハイブリッドシステムの価格をかなり下げなくてはならないだろう。
今日はハイブリッドシステムのコスト削減について私が予想してることをつらつらと。

3代目プリウスではかなりのコスト削減がなされており、その一環でモータの小型化を行っている。

まずは、モータの基本知識を。
モータのトルクというのは磁束と電流に比例する。
磁束は磁石の強さ(最大エネルギー積という)に比例するのでトルク出すにはたくさんの磁石を使用すればよい。
しかし、磁束が増加すると鉄心を磁束が通りきれないのだ。それじゃあ、トルク出ない。
だから、鉄心の面積を確保してあげないといけない。
鉄心というのはケイ素が添加されているものの文字通り鉄！めちゃくちゃ重いのである。
鋭い方はわかったかもしれませんが、強力な磁石だけじゃモータのトルクというのは上がらないのである。

では、狭いスペースでハイパワーかつ軽量なモータを実現するにはどうしたらよいか？
ひとつの答えとしては、最高回転数を上げて広い回転域でトルクを出し、減速ギヤでトルクを増幅すればよいのである。
モータの最高回転数は磁束に反比例し、電圧に比例する。
高回転化すれば必ずしも磁束が多い必要はない。
大量の磁石を使わなくてもパワーが出せるのだ(当然トルクは低下するがギヤで増幅すればよい)
プリウスでは650Vまでバッテリー電圧を昇圧チョッパーで昇圧することで高電圧化した。

最初に書いたように、トルクは電流に比例する。しかし、電流が増えると銅線による損失が増えるのだ(銅損という)。
電力の損失というのはI^2×Rに比例するので電流は少ない方がよい(電力会社の送電線が50万Vといった超高圧を使うのはこのため)。
トルクが小さくなれば当然電流も少なくて済み、損失が減るのだ。加減速の多い自動車には銅損が少ないモータが向く。

これらの設計思想でモータつくるとそこそこの磁束でハイパワーなモータになる。高回転型モータと呼ばれている。
ちなみに、リーフやFCXクラリティといったモータドライブ車もこういう設計思想だ。

プリウスのモータなど見ると両手なら手に乗りそうな大きさ(ちょっと大袈裟ですけど…)なのに80馬力もあるのに驚くはずだ。
じゃあ、高回転モータの欠点はないのか？
機械的に高速回転するので強度的な部分は確かに難しい。
それに加えて高回転になると、鉄損とよばれる損失成分が増加する。それを解決するために、プリウスのモータなどは0.35mmの電磁鋼板を積層して鉄心を構成している。渦電流を流れにくくするためだ。ここからは難しい話であるが、鉄心をケイ素を添加することにより、ヒステリシス現象を抑えている。
高回転対策は多少難しくなるが、材料費を削減できて軽量化できることのメリットは計り知れない。
車を設計するときはg単位で軽量化する。
そんななか、モータのトルクを20%増すために20%重くなりましたじゃいけない。他で軽量化するとこれまたコスト増になるからだ。
高回転化は必須であったと言える。もちろんコストダウンにも繋がった。

じゃあ、さらにコストを下げるにはどうしたらよいのか？
それは、モータの巻線方式の変更である。
プリウスは発電機に集中巻、モータに分布巻を採用してます。ちなみに、LSやハリアーのハイブリッドなどは両方とも分布巻。インサイトは集中巻です。
ここからは少し専門的な話になるかもしれませんが、エンジンにＤＯＨＣとＳＯＨＣ（ＯＨＶなどもある。笑）があるように、これからはモータの種類も車論議の対象になると思います（笑）
これからは高速重視のハイブリッドやＥＶには分布巻のモータが、街乗り重視の低価格車には集中巻モータが採用されるようになると思う。

分布巻きのメリットは滑らかな回転が得られてトルクが出しやすい上、鉄損が少ないことである。高回転までそつなく回すことができる。
細かい説明は省きますが簡単に言うと性能がいいんです。

一方、集中巻きの場合、滑らかな回転は得にくい。
特に、コギングトルクというコツコツ感が問題になる。当然騒音も増える。
ミニ四駆などの模型用モータを手でくるくる回すとコツコツとした脈動が感じられるはずですが、アレです。
車であれが大きいと低速走行時にコツコツ感を感じてしまうのです。
ただし、集中巻のメリットも多い。それは、巻き線が単純になりかつ短い。
つまり、銅の使用量が大幅に減って巻線のはみ出しが小さくなる。
それにより電流の経路が短くなるから電気抵抗が減少する。
ただし、鉄損は増えてしまうが…
プリウスのモータと発電機は同じくらいの出力であるが、発電機の方が軸方向の長さが大分短いことに気づくと思う。
そのコンパクトさが集中巻きの最大のメリットです。
ハリアーハイブリッドなど発電機とモータがほぼ同じ大きさです。

メーカーは集中巻モータの研究に熱心だ。
分布巻だと性能は良くなりますが、どうしてもコストがかさむので、集中巻でなんとか同じ性能を出しつつ軽量化とコンパクト化、低価格化をしようというのが最近の技術課題。
エアコンのコンプレッサ用モータなどは、集中巻への転換が進んでいるものも多い。
自動車はなかなか集中巻の採用は難しいと言われている。
インサイトやフーガのハイブリッド等では集中巻が採用されるが、いずれも出力が小さく、最高回転数も7000rpm程度である。
しかし、プリウスなどは最高回転数13900rpmにも達する。
ここまで来ると、集中巻の場合、高回転時に予期せぬ損失が発生する。
だから、高速回転するモータの場合、無難な分布巻を採用するのである。
今後も1万rpm越のモータは分布巻であることに変わりはないと思いますが、
近年は解析技術が発達し、磁石や鉄心の構造を工夫することで集中巻の起電力波形の乱れを抑制できることがわかってきたのだ。

ちょっと話が逸れました（^^;　本題はコストの話。　
結局何が言いたいのか？
ヴィッツ級ハイブリッドはモータまで集中巻にしてくる可能性が高いのだ。
先ほど書いたように、集中巻を採用できればモータはさらに小さくできるし、軽量化にもなる。
コンパクトカーにはもってこい！
起電力波形が乱れ、鉄損が増えると言う問題点はあるが、各種の対策が考え出されてきたし、
高回転域を多少諦めれば損失の増加も許容範囲に。
3代目プリウスのモータは60kWだが、初代プリウス並みの33kWなら高回転を多少捨てて、さらに磁束も減らすことでかなり小さくまとめられるだろう。

ハイブリッドはモータだけではないが、ニッケル水素バッテリーはかなり安くなっているし、インバータも大分作り慣れ、小型化に成功している。
大物のモータがもう少し安くできれば、ホントに150万前後で利益が出せるかもしれない。

今回は変わった視点からハイブリッドカーを考察してみました。

BMWが1シリーズや3シリーズのエンジンを順次改良しています。
5シリーズも新型になると同時に改良型エンジンが最初から積まれてます。

特に320i(直4-2L、170馬力)のMT車など、10・15モードで18.4km/Lなんだからぶったまげてしまいました！(笑)
ヴィッツクラスよりも1.5倍も重いのにむしろ燃費がいいんですから。
ATだって15.2km/Lですので、国産車と比べても全く負けていない。

エンジンのミソは、直噴でリーンバーンを積極的に使うことで実用域での効率向上に寄与してる模様。

直噴も三菱がGDI出してから10年以上経ち、リーンバーンが流行ったのもこれまた10年くらい前。
リーンバーンがまた日の目を見るというのはなんとも面白いですね。
トヨタなどはリーンバーンの直噴はすべてやめてしまいましたから、考え方の違いなのでしょう。
世界的に見ても日本の排ガス規制は厳しいのでリーンバーンははなから無理だと考えてるのかもしれません。

リーンバーンは空気余剰により触媒の効きが多少落ちるので、NOxの浄化に難点を抱えてしまう。さすがに四ツ星の排ガスレベルをクリアすることは難しかった模様。

そうそう、リーンバーンエンジンを積む３シリーズの形式はLBA-xxxとなっており、一般的なCBA-（３つ星）やDBA（４つ星）ではない。
これはNOx吸蔵触媒を持つ直噴を規制するための新たな形式なのだ。
いままではガソリンエンジンはHCとCO、NOxのみが規制の対象になってきた。
直噴ガソリンエンジンから、ディーゼル車に匹敵するほどのＰＭが排出されていることがわかってきて野放しにできないと、国交省も対応を始めたのだ。

知っている方も多いと思いますが、現在の直噴ってほとんどが理論空燃比で燃焼させてます。
クラウンやレクサスの直噴やVWやaudiの直噴も理論空燃比での燃焼です。
それでも、普通のポート噴射エンジンに比べてＰＭが増加してしまう（いままでＰＭは規制されていなかったので特に問題にならなかった）。
リーンバーンの場合はかなり条件が悪い。

リーンバーン直噴は空気余剰によるNOx浄化の難しさに加えて、希薄燃焼で燃焼が不安定なことによるＰＭの発生が懸念事項なのだ。
そこでＢＭＷでは安定した希薄燃焼を行うためにスプレーガイデッド方式の直噴を進化させてきた。
噴射圧力の高圧化とインジェクターのピエゾ化、ノズル形状の工夫などで、ＧＤＩなどに比べて燃焼室内の的確な位置に濃い混合気を形成することが可能になり、完全燃焼が促進されＰＭの発生を抑制。
NOxについてはディーゼル車では一般的なNOx吸蔵触媒を組み合わせることでNOxを無害な窒素に還元する方式をとった。
NOx吸蔵触媒は、まずはNOxを触媒内に溜め込みます。ある程度溜まってくると、エキマニ後に位置する追加インジェクターで燃料を噴射することで燃え残りのガス（HCとCOとH2）を意図的にNOx吸蔵触媒に送り込みます。そこで、燃え残りのガスがNOxと反応します。そうして、HC、CO、NOxがN2とH2OとCO2という無害な物質になって排出されるというものです。その制御は緻密で、追加燃料の噴射量も極わずかに抑えることで燃費への影響も少なくしている。
ここらへんのノウハウはディーゼル技術で蓄積したものだろう。

まあ、そこまでやっても、排ガステストで星を取ることは難しかったのだろう。ある個体を試験にかけ測定すれば星が取れるレベルにあるかもしれないが、形式全体でそれを実現するにはけっこうコストが掛かることなのだ。

それはともかく、3シリーズなどの面白さは新世代のリーンバーンとしてきた点に加えてアイドリングストップを積極的に組み合わせてきた点だと思います。
日本ではまだまだアイドリングストップ装置への理解がない。
コンパクトカーや軽自動車ではけっこう理解が得られているものの、2Lクラスの車となるとマツダくらいのもの。
市街地だと簡単に10～20%の燃費改善が可能なので、国産車でもガンガン採用すべきだと思うのですけど…
特にスバルなどすぐにアイドリングストップに取り組むべき！

エンジンの改良と省燃費車体技術の組み合わせで、燃費が悪めのハイブリッドにも届こうとしているのだからすごい！
従来の技術を地道に改善するという発想の車をまだハイブリッド出せていない国産メーカーは特に急いで出すべきです。