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電気自動車の電池の仕様について
- 電気自動車の電池の仕様を決めるためには、エネルギー量の計算が必要です。
- 100kgの電気自動車に60kgの人が乗って時速40kmで5分走った場合、消費されるエネルギー量を求めることができます。
- これを基に、適切な電池容量や性能を考慮して電気自動車の電池の仕様を決めることができます。
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ＤＣモータの動力計算では有りませんが ＡＣ３相モータで計算してみました（エネルギ量としてはＡＣでもＤＣでも同じ、効率等が違うのみ） http://wwwf3.mitsubishielectric.co.jp/faland/index.html インバータ容量選定ソフトウェア（フリーウェア） 品名：FR-SW1-SEL-WJ（Ver.1.04B） サイクル運転 計算過程 [ 台車 | 搬送用 | INIDT5.ina ] 1.ﾓｰﾀ1回転当たりの移動量 dS = π x Ds x 1/n x 1/nm = 3.14159 x 500.000 x 10/50 x 1.000 = 314.159265 [mm/rev] 車輪直径５００ｍｍ 車輪重量１個１０ｋｇ １／５減速 2.移動速度・ﾓｰﾀ回転速度・運転周波数 Vn = Nn x dS / 1000 [m/min] (移動速度) Nn = Vn / dS x 1000 [r/min] (回転速度) fn = Nn x Pole / 120 [Hz] (運転周波数) ４０ｋｍ／ｈ＝６６６ｍ／ｍｉｎ 4. PLR2 = (μ x (WV + WM + WL + Ws x p) x Vmax) / (6120 x η) (WL有) = (0.1 x (100.000 + 49.000 + 60.000 + 10.000 x 4) x 666.000) / (6120 x 0.7) = 3.871008 [kW] 5.ﾓｰﾀ換算負荷ﾄﾙｸ TLR2 = (μ x (WV + WM + WL + Ws x p) x g x Vmax) / (2 x π x Nmax x η) (WL有) = (0.1 x (100.000 + 49.000 + 60.000 + 10.000 x 4) x 9.80665 x 666.000) / (2 x 3.14159 x 2119.944 x 0.7) = 17.441828 [N･m] 6.始動時負荷ﾄﾙｸ TLS2 = (μs x (WV + WM + WL + Ws x p) x g x Vmax) / (2 x π x Nmax x η) (WL有) = (0.15 x (100.000 + 49.000 + 60.000 + 10.000 x 4) x 9.80665 x 666.000) / (2 x 3.14159 x 2119.944 x 0.7) = 26.162741 [N･m] 加速時間６０秒として計算 7.車輪のｲﾅｰｼｬ JT = (Ws x (Ds / 10)^2 / 8) x p x 10^-4 = (10.000 x (500.000 / 10)^2 / 8) x 4 x 10^-4 = 1.250 [kg･m2] 8.台車のｲﾅｰｼｬ JD1 = (WV + WM) x (dS / 20π)^2 x 10^-4 (WL無) = (100.000 + 49.000) x (314.159265 / (20 x 3.14159))^2 x 10^-4 = 0.3725 [kg･m2] JD2 = (WV + WM + WL) x (dS / 20π)^2 x 10^-4 (WL有) = (100.000 + 49.000 + 60.000) x (314.159265 / (20 x 3.14159))^2 x 10^-4 = 0.5225 [kg･m2] ===== 仮選定結果 =================================================================================================== 選定ﾓｰﾀ : 5.5KW 4Pole (200V) このように成りました 因みに 富士電機 http://www.fujielectric.co.jp/fcs/jpn/index.html 安川電機 http://www.e-mechatronics.com/inverter/index.html にもやはり同様なインバータモータ選定ソフトがあり同じ計算をさせてみましたがほぼ同様の結果となりました （安全率や摩擦係数の考え方が少し違う）
走行距離 = 40km * {5/60}min. = 3.33km ベアリングの摩擦係数を0.1に採ると[やや過大であるが] 仕 事 量 = 3.33 * {100 + 60}kg * 0.1 = 53.28kg-km = 5.33×10^4kg-m 仕事の熱当量： 1kcal = 427kg-m 仕事量と等価の正味エネルギ量 = 5.33×10^4／427 = 125kcal = 0.15KW あとは、どのようにエネルギ損失率を見込むかの問題になります。 ガソリンエンジン車の場合、総体重量が１tonの車が１リットルの燃料で10km走行できるものとすると、ガソリン燃焼から得られる熱量に対して仕事量が占める比率[真効率]は、上記と同様の計算に基づいて14％になります。 ただし、ガソリン車の場合は高温の排気ガス顕熱が一番大きな割合を占めますが、電気自動車ではこれがゼロです。ただしモータの発熱損は新たに発生するでしょう。 3.33km走行する間に何回信号に止められるか。また総重量が軽いのでタイヤと路面との摩擦係数も幾分かは小さいでしょう。これ等の諸条件を勘案してエネルギ効率を決めなければなりませんが、60％程度が適当な処かと思います。つまり0.25KWのエネルギ量が引き出せるバッテリが必要かと考えます。 参考になれば幸いです。
毎度ＪＯです。 質問の内容に情報が少ないので、エンジンとするなら「Ｆ１のエンジン」でも「原付」のエンジンでも実現できます・・・・みたいな回答になってしまいます。 具体的に「時速40kmまで何秒で加速したい」とか「時速40kmでの走行抵抗は何Ｋｇです」とかもう少し具体的な数値を記載したほうが回答が付きやすいですね。
