M.D A太郎のブログ一覧

　良く勘違いされる事もありますが、プリウスやインサイトは、EV（電気自動車）ではありません。HEVと言われ、モータとエンジンを搭載するハイブリッド（以下HEV)というカテゴリになります。EVはエンジンを搭載せず、モータだけで走ります。　

　シリーズだパラレルだと、方式も色々ありますが、あまり気にしなくても構いません。エンジンとモータ搭載してれば、HEVです。(笑)

　プリウスもインサイトも、非常に素晴らしい車です。設計者の意地と生産部門の誇り、メーカの心意気を感じる車です。特にインサイト、あの価格には初代プリウス以上に驚きました。ガソリン車より圧倒的にコストの高いHEVなのに、通常ガソリン車とほぼ同等価格での発売は、本当に凄いことだと思います。関係者の努力は、想像に難くありません。

　しかし、技術的視点で見ると、HEVは苦肉の策です。わざわざエンジンとモータを搭載し、その両方を制御するのは、コストも手間も掛かりナンセンス。メーカとしても、そんな事は十分に分かっているのですが、今はバッテリ性能が十分で無いため、普通の航続距離を確保するにはこれしか手段がありません。

　さて、実用間近と言われるEVを見てみると、現時点では三菱のMiEVが最も完成度が高いと思われます。航続距離は実用で約100Km前後でしょう。ここに、軽をベースに選んだしたたかな戦略が見えます。軽の一般的用途は、家庭のセカンドカー。街乗りや買い物がメインで、1日の走行距離はせいぜい数十Kmという統計がある様です。つまり、軽というカテゴリであれば、今のバッテリ性能でも何とか実用的な航続距離を達成出来るのです。

　しかも、EVはチョイ乗りに絶大な力を発揮します。例えば片道5分の買い物。ガソリンエンジンには非常に酷な状態で、いわゆるシビアコンディションと言われます。燃費は上がらず、オイルはガソリンで希釈され、マフラーは水滴で錆びて早々に穴開きます。もう悪い事ばかり。(^_^.)

　でもEVなら、一切そんな事ありません。車に詳しい人ならば、即納得出来る大きなメリットです。


　車両コストも、現在はバッテリが非常に高価なためにコストダウンが難しいのですが、普及すればガソリン車より相当安くなる可能性があります。


　まず、エンジンとモータを比較すると、圧倒的にモータの方が簡単で量産が楽です。部品点数は、1/10位になるかも。しかも、シリンダやピストン、クランク、コンロッド、バルブ等々、高精度な切削研磨加工が必要なエンジンに対し、モータは基本的にコイルを巻くだけ。(笑)　もちろん、細かい技術的な話をするとエアギャップを目一杯狭めたり、コイルを各極同長に巻いたり、色々難しい事はあるのですが、基本的な話をすればエンジンよりはずっと低コストで製造出来ます。
　
　補機類を考えると、まず吸排気系が一切不要です。エアクリもマフラーもいりません。はい、コストダウン。セルやデスビ、コイルも不要。インジェクションは、モータの制御やバッテリ充電管理に置き換わります。当初は、多少コストアップ要因でしょう。しかし、ビグザム量産の暁には、連邦など蹴散らして、いや、EV量産の暁には、倍倍ゲームでコストダウンと小型軽量化が進むでしょう。IGBTと言う良い素子もありますし。

　燃料系統は、そのままバッテリに置き換わりますが、死ぬほどコスト高なのが、今の最大の課題．．．。

　効率は内燃機関の比で無いとは言え、使う電力も半端では無いので冷却は必要です。当面ラジエータは必要でしょうが、相当小型化できます。MiEV程度なら、250ccのバイク用で十分な気がします。効率で95%超えてくれば、空冷でいけるかも？
　ミッションも、MiEVはセレクタレバー付いてますが、中身はATというより減速＆デフ機構です。当然変速機構やコンバータはありません。電車に変速機は無いですもんね。相当コストダウンに効きます。インホイルモータが実用化出来れば、その減速機構すらも不要になります。

　こうしてみると、いかにHEVが無駄の塊かが分かります。何しろ、エンジン/電動の両方の機能が必要なのですから．．．。(^_^.)　でも今は、仕方ありません。

　
　EVのコスト的メリットをざっとまとめると、モータはエンジンより構造が簡単で作りやすく、吸排気や点火系が丸ごと不要となり、T/Mも不要になる可能性が高く、車両コストはかなり下がる可能性があります。

　でも、バッテリ性能が向上しなければ、どうにもならないんですよねぇ。(笑)　　

　実験室レベルでは相当な物が出来てるなんて話も聞きますので、何がしかのブレークスルーがある事を、期待するしかありません。

　最近は、TVやネットニュースでEV（電気自動車の）の事をよく目にするようになって来ました。みんカラの親分である

carview.co.jpでも、今丁度EVの特集やってますし。


　モータの知識のある人や、RC（電動機やインセイン、ドラッグ等）やってる人ならば、電動の出力の凄まじさを理解出来ると思いますが、一般の人の認識は、「モータで車がまともに動くの？」といった感じでは無いでしょうか。何せ音も静かですから、大出力でも迫力無いですし。(^^ゞ

　
　そんな訳で、少しEVの可能性について、何回かに分けて書いてみたいと思います。


　内燃機関ですが、技術的にみると恐ろしく効率が悪く、多少の違いはあってもガソリンで25%、ディーゼルで30%前後です。以降ガソリン車を基準としますが、何と75%はロスなのです。アリエネェェ！　つまり、皆さんが入れる燃料の75%は捨てているのと同じです。しかしモータの効率は、普通に80%を超えます。上手くすれば90%以上！

　もうこの時点で、ケンカにもなりません。しかも、構造は簡単ですからコストも安く、稼動部分は軸受けだけなので、過負荷にでもしない限り故障もありません。オイルやプラグ交換もいらないし、タペット調整や圧縮抜けなんてのも無縁です。一言で言えば、メンテフリー♪　効率も高いので発熱も少ないから、冷却装置は小型化出来ますし、音が静かで振動もほとんど無いので、防音防振対策もコスト削減出来ます。

　アイドリングとう概念が無いので、停車中は電気を消費しません。マフラーとかも不要です。はっきり言うと、エンジンに対して劣っているところは無いのです。

　内燃機関とは違うのだよ、内燃機関とはぁぁぁっ！

　では何故、今まで日の目を見なかったか。一言で言えば、バッテリの性能が低過ぎたのです。今まで書いたのは、あくまでもモータ単体の話。エンジンはエンジンの他に補機類や燃料系が無ければ動かない様に、モータも制御装置やバッテリが無ければ動きません。で、致命的にバッテリの性能が低過ぎました。電池のエネルギ密度が低過ぎるため、航続距離が短過ぎたのです。

　10年ちょっと前まで、実用的に利用できる二次電池はニッカドと鉛蓄電池位でした。ニッケル水素も出てきましたが、性能としてはニッカドに毛が生えた程度です。瞬間的なパワーは出せても、容量が少ないためすぐに空になってしまうのです。
　
　しかし、リチリウムイオン（リチリウムポリマー）が出てきて、様相が一変しました。面倒な話を省いて簡単に言うと、それまでの電池の倍の性能です。同じ電圧＆容量ならば、重量も体積も半分になったのです！

　しかし、正直言うとこれでもまだ足りません。今、もっとも市販に近いと言われている三菱のMiEV。航続距離は160Kmと言われてますが、エアコンを使ったり夜間走行すると、モータ以外にも電気が必要となり、100Km程度まで落ちると言われています。通常の車が400Km程度は走れる事を考えると、あと4倍はバッテリ性能の向上が必要でしょう。

　まだ問題があります。バッテリには充電が必要ですが、これは化学反応ですから、それなりに時間がかかります。一般の二次電池は、通常10時間以上かけて充電するのが普通です。これではとても間に合いませんから、大電流で一気に急速充電を行いますが、それでも1時間。これはリチウムイオンも同じです。いや、むしろニッカド等であれば15分位で無理やり充電も出来ますから、リチウムイオンの方が不利です。しかも電池の特性上、充電後期になると電流値を上げる事が出来ないため、80%以上の充電は遅くなるのです。この辺りは、今後の技術開発で解決するでしょうが．．．。


　ざっくりまとめると、モータは内燃機関より多大なメリットがありますが、バッテリ性能がネックで今まで実用的なEVは作れませんでした。しかし、リチウムイオンバッテリの登場により、条件付ながら実用の可能性が出てきたのです。