電気自動車の実用化試案（非専門家のたわごと）

[matsyuyama]

電気自動車の実用化に向けた一試案（非専門家のたわごと）

　自動車の駆動装置として、現在は内燃機関が主流ですが、その燃料は主として化石燃料である石油に依存しています。しかし、その原油価格の高騰が様々な不安を世界各国に与えています。さらに、石油資源の枯渇の不安があります。

　一方、ハイブリッドエンジンが実用化され、さらに一層、世界中がハイブリッドエンジンに注目しています。また、燃料電池を用いた自動車の研究開発も行われております。

　しかしながら、数十年先から今世紀末頃までを見据えたとき、資源の枯渇問題、あるいは燃料コストの問題が充分に取り除かれているでしょうか。

　翻って考えますと、問題は有るとしても原子力までを含めれば、電力不足の長期的危機は今世紀末頃までは少ないのではないでしょうか。

　したがって、数十年先から今世紀末までを見据えた現実的な自動車として、バッテリー利用の電気自動車が適当ではなかろうかと私は考えます。

　その実用化のために、下記のことを実施すべきものと考えます。

１．全国にガソリンスタンドに代わる、バッテリスタンドを設置する。

２．石油基地の代わりに大規模なバッテリー充電基地を建設し、全国のバッテリスタンドにバッテリーを供給する。

３．電気自動車は四輪ではなく、八輪以上にするとともに、各輪毎全て小型モータを内蔵させ、全輪個別駆動とし、動力伝達装置を激減させてエネルギー効率を高める。

４．電気自動車の方向変換は左右前後の各輪（各モータ）の回転数の差により行われるようにする。

５．軽量、大容量、交換容易なバッテリを開発する。

　さらに、一般的研究開発事項として、次のような事項を行うべきものと思います。

１．空気抵抗の少ない（乱流を起こしにくい？）ボディーをデザインする。

２．素材と構造を研究して軽量なボディーをデザインする。

[Yoshitaka Ikeda]

"matsyuyama" <mitsuo...@hotmail.com> writes:

> 電気自動車の実用化に向けた一試案（非専門家のたわごと）
>
> １．全国にガソリンスタンドに代わる、バッテリスタンドを設置する。

T型フォードの生産が1908年
世界初のガソリンスタンドが1907年
卵が先か鶏が先か、という問題はあるけど多分政治的な問題のような気がします。

ただ、バッテリスタンドがあったとして今の給油時間と同程度の時間で
充電できるかというとはなはだ疑問であります。
かなりの大電流を流さないと短時間で充電できないでしょうし、
そんな大電流を流すとなるといろいろと回路設計も大変じゃないかなぁ

そういう意味では、燃料電池車のほうが実用的な気がします。

> ２．石油基地の代わりに大規模なバッテリー充電基地を建設し、全国のバッテリスタンドにバッテリーを供給する。

これについては、そんな必要はないです。
普通に発電所で発電して、送電すればOK

> ４．電気自動車の方向変換は左右前後の各輪（各モータ）の回転数の差により行われるようにする。

これはメリットがあるかどうかはよくわかりません。
最小回転半径が大きくなりすぎませんか？

> ５．軽量、大容量、交換容易なバッテリを開発する。

たぶん、言われなくてもやってると思いますが、大変なのは確かでしょうね。

> １．空気抵抗の少ない（乱流を起こしにくい？）ボディーをデザインする。

レーシングカーとかは多分空気抵抗は少ないと思いますが、
居住空間を考えるとそうもそればっかりでもダメでしょうね。
ここらへんは、バランスの問題だと思いますが。

> ２．素材と構造を研究して軽量なボディーをデザインする。

もちろん、安全性が大事ですがその上で軽量であることは重要であると思います。
素材自体はあるんですよね。NSXとかそうですけど、オールアルミ製。
ただし、価格は高いしぶつけると修理が泣きそうなほど高いそうです。

そこらへんでやっぱり安い普通の鉄製のボディが選ばれがちなのかもしれません。

#FRPで作ったときの安全性はどうなんだろう。

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[Hideo Sir MaNMOS Morishita]

In article <867j3m6...@bsd2.4bn.ne.jp>,

Yoshitaka Ikeda <ik...@4bn.ne.jp> writes:
> "matsyuyama" <mitsuo...@hotmail.com> writes:
>
> > 電気自動車の実用化に向けた一試案（非専門家のたわごと）
> >
> > １．全国にガソリンスタンドに代わる、バッテリスタンドを設置する。
>
> T型フォードの生産が1908年
> 世界初のガソリンスタンドが1907年
> 卵が先か鶏が先か、という問題はあるけど多分政治的な問題のような気がします。
>
> ただ、バッテリスタンドがあったとして今の給油時間と同程度の時間で
> 充電できるかというとはなはだ疑問であります。
> かなりの大電流を流さないと短時間で充電できないでしょうし、
> そんな大電流を流すとなるといろいろと回路設計も大変じゃないかなぁ

というか、それだけの大電流による充電は、通常の化学反応電池では不可能で
す。というか、むちゃくちゃ危険。

＃10分で充電するためには時間あたり電流量の6倍。12Ahのバッテリに72Aで充
＃電する恐ろしさは、考えただけに身の毛がよだちます。

そのためにキャパシタということになるのですが、なかなか、重量あたりの電
気容量が解決できません。カーボンナノチューブが有力という話ですが、ここ
数年の話では無いです。

> そういう意味では、燃料電池車のほうが実用的な気がします。

まあ、キャパシタ自体は燃料電池の補助としても非常に有効なので、この先も
おおいに開発されているくとが期待できます。

＃因みに「燃料電池ぐらい、プラチナが使えたら、もっと、きれいな廃棄ガス
＃にできるんやぁ」という声をエンジン屋さんから聞いたことがあります。

> > ２．石油基地の代わりに大規模なバッテリー充電基地を建設し、全国のバッテリスタンドにバッテリーを供給する。
>
> これについては、そんな必要はないです。
> 普通に発電所で発電して、送電すればOK

車全体の電気容量を25kwhと考えましょう。たしか、時速300kmで走れる電動自
動車の容量が50kwh前後だったと思いますので、効率がよくなって半分くらい
の容量と。

で、電流と電圧を計算してみると400A(ちょっと高出力の溶接機。これくらい
の電流だと、たぶん、撚り線で、50スケくらい？ガソリンホースを操作する位
の力で扱えそうです。)で10分だと、おお、660Vに収まりそうだ。

＃ここまでたどり着くのに、実は数回書き直しています。最初は、どうやって
＃も変電所に直結の高電圧にしないと収まらなかった。50kwhだったり、5分だっ
＃たり、200Aだったり。

ま、「セルフスタンド」は不可能ですね。死人続出。

店員もやりたい奴がいなくて、すごく給料が高くなったりして。

あと、複数台同時に受付はできません。近所が停電になります。ああ、やっぱ
り変電所直結。

つうことで、まじめな話だと、スタンドなんかいりません。自宅で10時間かけ
て充電しましょう。それが幸せ。因みに家庭用電源で(多くの家では大体、5kw
位の契約はしていると思います。その半分強を充電に使います。オール電化だ
と200Vがきてるから、15-20Aというごく普通の電線で充電できます。ただし、
充電中のドライヤーと電子レンジの同時使用はご遠慮ください。)1kwh20 円く
らいなので。500円で満タンです。200km走れたらうれしいなっと。

> > ４．電気自動車の方向変換は左右前後の各輪（各モータ）の回転数の差により行われるようにする。
>
> これはメリットがあるかどうかはよくわかりません。
> 最小回転半径が大きくなりすぎませんか？

いえいえ、小さくなります。クローラで動く、重機や戦車を考えてください。
その場で回転ができます。が、メリットは…ジムカーナに有利。位しか思いつ
かない。まあ、車庫入れ／縦列駐車は楽かもしれませんが。ただ、多用すると、
タイヤが減りそう。

＃もしかして、mitsuo...@hotmail.com氏は運転下手？まあ、私もタイヤは
＃２つまでにしてもらいたい人です。

> > ５．軽量、大容量、交換容易なバッテリを開発する。
>
> たぶん、言われなくてもやってると思いますが、大変なのは確かでしょうね。

「『開発する』って、あんた。」ってやつですね。

たぶん、キャパシタとかやっている人は、「自分で非専門家とかいっている奴
に言われた無いわぁ」とか…

>
> > １．空気抵抗の少ない（乱流を起こしにくい？）ボディーをデザインする。
>
> レーシングカーとかは多分空気抵抗は少ないと思いますが、
> 居住空間を考えるとそうもそればっかりでもダメでしょうね。
> ここらへんは、バランスの問題だと思いますが。

流体力学(計算機屋さんじゃなくてSuper Sonic Wind Tunnel屋さん) の会社の
ことを多少知っているのですが、今の車は乗用車も含め、かなり、Wind
Tunnelを通すと聞いています。当然、シミュレーションもとことんやるそうで
す。今、「燃費」は世界的な売りですから。

ま、これも「自分で非専門家とかいっている奴に言われた無いわぁ」の世界で
す。

> > ２．素材と構造を研究して軽量なボディーをデザインする。
>
> もちろん、安全性が大事ですがその上で軽量であることは重要であると思います。
> 素材自体はあるんですよね。NSXとかそうですけど、オールアルミ製。
> ただし、価格は高いしぶつけると修理が泣きそうなほど高いそうです。
>
> そこらへんでやっぱり安い普通の鉄製のボディが選ばれがちなのかもしれません。

私は、「ほとんどアルミの馬」(以前はよく「鉄の馬」と呼んでいたのですが、
今の愛車は，ほとんど鉄を使っていないことに気がつきました。アクスルシャ
フトとか、インナーチューブとかくらいかなぁ…エンジンの中はピストンリン
グとシリンダスリーブはアルミじゃないな。)に乗っておりますが、同じくら
いの鉄フレームのものと比べて10-20%くらいの軽量化ですね。(もちろんまっ
たく同じ設計で鉄ってのは無いので、同等排気量のものと比べているだけです
が。)1秒でも速く、という世界には有効かもしれませんが、全部の自動車をア
ルミで作るときの消費電気を考えると、「地球にやさしくねぇ」といっておき
ましょう。

＃プルトップを集めるのは、きっと、意味が無いです。つーか、外れるプルトッ
＃プがねぇ。

> #FRPで作ったときの安全性はどうなんだろう。

FRPではダメです。やるなら、カーボンでしょう。ただし、カーボンはひとつ
ひとつ釜に入れて焼くので、まったく量産できません。

＃最近、大きな釜もあるそうなので、自動車のフレームを焼くのはできるので
＃す。

＃＃FRPも自動車くらいの量産はちょっとしんどいと思うのです。FRPってイン
＃＃ジェクションで作れるのかなぁ？ABSはインジェクションです。

まあ、「『非』専門家」とおっしゃるmitsuo...@hotmail.com氏が何を「専
門」にしていらっしゃるかは、想像がつかないのですが、自動車の専門家から
すると、「自分で非専門家とかいっている奴に言われた無いわぁ」というのが
感想でしょう。

＃きついことをいえば「非専門家のたわごと」というより、「ガキの寝言」に
＃近いな。

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___ わしは、山吹色のかすてーらが大好きでのぅ
[[o o]] ふぉっふぉっふぉ
'J' 森下 お代官様 ＭａＮＭＯＳ 英夫＠ステラクラフト
PGP Finger = CD EA D5 A8 AD B2 FE 7D 02 74 87 52 7C B7 39 37

[matsyuyama]

> １．全国にガソリンスタンドに代わる、バッテリスタンドを設置する。
>
> ２．石油基地の代わりに大規模なバッテリー充電基地を建設し、全国のバッテリスタンドにバッテリーを供給する。

バッテリスタンドは、バッテリーを充電するのではなく、消費済みバッテリーユニットを充電済みバッテリーユニットと交換し、差し込み替える場所であり、バッテリー充電基地は使用済みバッテリーユニットを回収し、この基地の大量の充電設備により、効率的に、経済的に充電する場所であることを想定しているのですが・・・。全く無知な検討の余地のない考えなのでしょうか。

[Yoshitaka Ikeda]

"matsyuyama" <mitsuo...@hotmail.com> writes:

電気エネルギーの利点は輸送コストが低いこと
なので、バッテリそのものを輸送すると利点の一つがスポイルされるかと。

それと、同じスペックの電池がすべて同じ性能を持つのならいいんですが、
バッテリって、劣化しますよね。そこらへんを*経済的問題として*どうするのか
というのがもう一つ。

あと、バッテリが物理的にでかいし重いので交換が相当困難であることが
想定されます。

ガソリンスタンドは消耗品を売るだけの場所であってレンタルや交換の場所
ではないでしょ。まあ、もちろんバッテリスタンドがそのまんま引き継ぐ
必要はないでしょうが。

バッテリサイズはバッテリのエネルギ密度と必要な充電量で決定されます。
エネルギー密度が相当上がって、かつ劣化のないバッテリがあればいいですね。
#ないと思うけど。

[Hideo Sir MaNMOS Morishita]

In article <e6l5qk$qq4$1...@news-est.ocn.ad.jp>,

"matsyuyama" <mitsuo...@hotmail.com> writes:
> > １．全国にガソリンスタンドに代わる、バッテリスタンドを設置する。
> >
> > ２．石油基地の代わりに大規模なバッテリー充電基地を建設し、全国のバッテリスタンドにバッテリーを供給する。
>

> バッテリスタンドは、バッテリーを充電するのではなく、消費済みバッテリー
> ユニットを充電済みバッテリーユニットと交換し、差し込み替える場所であり、
> バッテリー充電基地は使用済みバッテリーユニットを回収し、この基地の大量
> の充電設備により、効率的に、経済的に充電する場所であることを想定してい
> るのですが・・・。全く無知な検討の余地のない考えなのでしょうか。

簡単にいってしまえば、

「はい、その通りです。なん～の検討の余地もありません。」

現在の充電池は、充放電を繰り返しても、１年以上は持つ代物です。ましてや、
今研究が進んでいるキャパシタは、化学変化を伴わないため、より永い寿命が
あるものと考えられています。現在のガソリンの自動車でも12ヶ月点検があり、
今と同じか少し多い程度の「民間車検工場」等があれば十分です。

普通、EVっつーたら、エコでしょう。なんで、環境コストの高いことばかり考
えているのでしょう？

[matsyuyama]

>電気エネルギーの利点は輸送コストが低いことなので、
>バッテリそのものを輸送すると利点の一つがスポイルされるかと。

ここでは、トロリー方式やレーザーによるエネルギー注入方式を別次元の問題と考えました。

>バッテリサイズはバッテリのエネルギ密度と必要な充電量で決定されます。
>エネルギー密度が相当上がって、かつ劣化のないバッテリがあればいいですね。

「超伝導コイル」や「励起状態の原子の放射エネルギーの効率的利用」なども視野に入れなければいけなのかも知れませんね。

[matsyuyama]

補足の説明をします。

ここで述べているバッテリーユニットとは、着脱容易なカートリッジ式を想定しています。

また、一自動車に一バッテリーではなく、一自動車に複数バッテリーを想定しています。

したがって、一つのバッテリーの容量（重量）を小さくすることが可能です。

各輪（したがって、各モータ）毎にバッテリーカートリッジを装着することを想定しています。

[Hideo Sir MaNMOS Morishita]

＃ほんと、たわごとだこと。

In article <e6ljf7$bog$1...@news-est.ocn.ad.jp>,
"matsyuyama" <mitsuo...@hotmail.com> writes:
> 補足の説明をします。
>
> ここで述べているバッテリーユニットとは、着脱容易なカートリッジ式を想定しています。

車を動かす程の電流が必要なので、かなりの大きく、接触抵抗の少ない接点が
必要となります。現在、エンジン駆動の自動車のバッテリはセルモータを回す
ために、そこそこの電流が数秒間流れることを考えて、あのような大きな接点
を固定して接続しています。そうしないと、想定通りの電流が流せなかったり、
熱が発生して危険だったりするからです。それを、数十分は連続で大電流が流
れることが考えられる接点を、なんらかのロック機構があるにせよカートリッ
ジ式で行うというような、無駄なコストをかける理由が判りません。

よしんば、そのような技術が、本当に、必要だったとしましょう。そうなると、
少なくとも、その接点に関する部分は、大きな特許となって、開発元は潤うで
しょう。しかし、他のメーカが素直にそれを使うとは思えません。別なものを
開発してくるのは目に見えて明らかでしょう。そうなると、いくつかのグルー
プに分かれるとしても、規格が乱立することは火を見るよりも明らか。それこ
そ、Beta vs VHSだとか、HD-DVD vs. Blue-rayなど、歴史が証明しています。
ましてや、個人が選択するような、小さなメディアでは無く、インフラストラ
クチャ自体が対応を求められるような企画が林立した場合に、それを背負い込
む社会的なコストをは計り知れないです。

そういう場合、もっとローコストな設計(当然そのようなものが必要では無い
設計) にするというのは、次世代のエンジニアリングを考える上でとても重要
な話です。

> また、一自動車に一バッテリーではなく、一自動車に複数バッテリーを想定し
> ています。 したがって、一つのバッテリーの容量（重量）を小さくすること
> が可能です。

交換キャリアなどが必要となるため、全体としては重くなるでしょう。

> 各輪（したがって、各モータ）毎にバッテリーカートリッジを装着することを想定しています。

え？たった４つ？(ま、８つと言うのもないでは無いが。)
電動自動車の出力はどれくらいと考えているのでしょう？

因みに、HondaやToyotaの燃料自動車は70kW以上です。確か発電電圧が800V位
ですから、100A以上を流す設計になっているわけです。

現在、かなりの、体積及び重量あたりのエネルギー密度が大きいものとして
Li-ionバッテリが存在します。

これで、現行商品が520Wh/L、201Wh/kg (http://www.baysun.net/lithium/lithium03.htmlより)
です。

このデータは、パッケージを含むということもありますし、将来効率がよくなっ
て600Wh/L(230Wh/kgくらい)としましょう。

また、車に積み込まれる容量は24kWh(まあ、航続距離は150kmが良いところか
なぁ)と考えると、40Lとなるわけです。(わーい、100PS(74kW)のコンパクトカー
のガソリンタンクと同じくらいだ)

４つにわけて、10L、26kg。こんなの交換したいですか？腰、いわせそう。

[tesi...@diary.ocn.ne.jp]

なんとなく思い出したので、3年前の記事にフォロー。

In Message-ID: <e6ljf7$bog$1...@news-est.ocn.ad.jp> って言うか、
http://groups.google.co.jp/group/fj.engr.mech/browse_thread/thread/c4d3efc52c656bc9?hl=ja#

去年あたりから、カリフォルニアのベンチャー企業がこれと同じようなこと
を始めて、日産が導入を検討しているみたいですね。

(このスレッドでは、そりゃ無理だろみたいなことになってましたが、
なんかブレークスルーでもあったのかなぁ...)