Mais conteúdo relacionado エネルギ自立可能な電動超小型モビリティの実証2. おしながき
1.About us~ソーラーカーチームプロミネンスの紹介
2.P.C.D.:Prominence Commuting Deviceの考え方
・電気自動車の歴史を考える
・モビリティのエネルギ源として考える「電池」の実際
・超小型電気自動車「P.C.D.」の技術コンセプト
・誰もが“作れる”乗り物とするために
・主要諸元
・P.C.D.の出力をトップ・アスリートと比べてみると
3.P.C.D. の性能とその位置づけ
・商用電源使用時の環境性能
・太陽光発電でエネルギー自立の可能性を検証する
4.活動の経過と超小型電気自動車の国内動向
4. ソーラーカーチームプロミネンスとは?
<団体概要>
1992年、能登で開催された「グランド・ソーラー・チャレンジ」に長野高専チームとして
参加した有志が、ソーラーカー競技出場を目的として長野高専卒業後の1995年に結成。
チーム員のほとんどが長野高専ソーラーカー研究会の出身でサラリーマン。
<活動の目的>
・サスティナブルモビリティの実践
・競技会参加を通じた技術レベルの客観的評価
・競技参加を通じて得た知見や技術の社会還元
<活動内容>
1.国内で開催される各種ソーラーカー競技会への参加
(主な実績)
・ワールドソーラーカーラリーin Akita (最高位:クラス優勝)
・ソーラーバイクレースin 浜松(最高位:総合優勝)
・ソーラーカーレース鈴鹿(最高位:14位/42台大会史上最小出力)
・ソーラーカーレースin Tochigi (最高位:クラス準優勝)
2.国内で開催される電動車両競技会への参加
(主な実績)
・四国EVラリー(最高位:クラス優勝)
6. 電気自動車の歴史を考える
ボルタの電池
1800年
アンダーソン
最初のEV
1830年代
ガソリン車と電気自動車が性能を競っていた
ファラデーの電動機
1821年
ダイムラー
ガソリン車発売
1892年
自動車が初めて
100km/hを記録
動力は電気
1899年
自動車の黎明期
EV販売開始
1886年
T型フォード発売
1908年
エジソン
EV販売開始
1909年
日本に
EV初上陸
1917年
国産初のEV
1937年
・大政奉還
1867年・日清戦争
1894-95年
米国で初の
機械堀油田
1856年
・第一次世界大戦
1914-18年
たま電気自動車
1947年
このころ、第二次大戦後のガソリン不足により
電気自動車の生産が伸び、1949年国内の
EV生産台数が3,299台に。
(自動車全保有台数の3%に相当)
・第二次世界大戦
1939-45年
日本から
EV専用の法律きえる
1955年
通産省大プロで
EV開発1971年
大気汚染への対応
自動車の排気ガス問題への対応策
・オイルショック
1973年
1995 トヨタLAV4EV発売
1996 G M EV1発売
ホンダEV Plus発売
・カリフォルニア州で
ZEV法成立1990年
日産ハイパーミニ
発売2000年
三菱自i-MiEV発売
日産LEAF発売
2010年
・マスキー法成立
1963年
持続可能性への対応
地球温暖化/エネルギ多様化
10. 誰もが“作れる”乗り物とするために
軽量化と空気抵抗の最小化エネルギ効率の高い動力システム
GFRP製
HPV競技用市販フェアリング
(豪D & H Enterprises社製)
自転車の一種
フルサスペンション
リカンベント・トライク
(豪MR Components社製)
カナダ向け電動自転車用
500W-BLDCハブモータ
(中国Forward & Fortune社製) 回生制動機能付
BLDC用コントローラ
(米Kelly Controls社製)
UPS用
制御弁式鉛蓄電池
(古河電池㈱製)
UART通信
車両管制用車載PCシステム
(AtomN270 / 1GB-SDRAM / 32G-SSD)
EV用高機能電力計
(カナダGrin Technologies社製)
エネルギマネジメントによるインテリジェント・ライディング・サポート
性能に直接影響するコンポーネントには市販品を採用、第三者による再現性を確保
11. P.C.D.主要諸元(2012 W.G.C. 仕様)
項目仕様備考
車体寸法L×W×H =2490×720×1100 [mm] サイドミラー除く
車両重量104kg
日産PIVO2
((0099東京モーターショー参考出品車))
ホンダEV-neo
三菱自i-MiEV
富士重
プラグインステラ
市販品
プロミネンスPCD
(実証実験車)
((平成2222年電気学会産業応用部門大会展示の様子))
バッテリ込み/乗員除
く
Cd・A 0.1以下
ボディGFRP製ゲルコート仕上げ
シャシCr-Mo鋼管製バックボーンフレーム
ブレーキ
Fr:ワイヤ駆動機械式ディスク
Rr:カンチ式Vブレーキ+KERS
サスペンション
Fr:マクファーソンストラット
Rr:トレーリングアーム
ステアリングアンダーシート/サイドスティック式
タイヤサイズ
Fr:16×1.5
Rr:20×1.75
バッテリ種類リン酸鉄リチウムイオン電池
原動機電動自転車用ハブ内蔵型DCブラシレス
原動機定格出力500W
バッテリ容量1.3kWh 実容量
最高速度80km/h
競技での実測値
航続距離125km
充電方式電池交換式車載充電器で充電も可
(第4411回東京モータショー22001111展示の様子))
((第4411回東京モータショー22001111展示の様子))
14. 商用電源使用時の環境性能
60
50
40
30
20
10
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
航続距離[km]
エネルギ効率[km/kWh]
トヨタ車体
コムス
タケオカ
ミリュー
ゼロスポーツ
エレクシードRS
タジマ
EVスポーツ
三菱自
i-MiEV
日産
LEAF
プロミネンス
PCD
Good !
ナンバー付EVとしては3~5倍のエネルギ効率と
原付ミニカーEV中トップクラスの航続距離を達成。
<試験方法>
- 長野市内の一般公道をチーム員5人で走行し、
エネルギ消費量と充電に要する電力量をそれぞれ調べた。
- 公道を一般車両と混走するため、周囲の流れにのる
運転状態とした。
- 試験コースは長野研究所~長野市卸売団地間往復の
一般道(距離10.0km)とした。
<エネルギ効率試験結果>
項 目結 果備考
平均速度36.4km/h
最高速度74.9km/h
実測値
エネルギ効率(直流端) 17.8Wh/km *1
〃 (交流端) 29.9Wh/km *1
WTW-GHG排出量
(2012年度実績原単位による)
16.9g-CO2/人キロ
電力原単位
571g-CO2/kWh
走行経路→
*1 95%の運転者を包含する値
<他のナンバー付EVに対する位置づけ>
<他の交通手段に対する位置づけ>
一次エネルギ資源採掘から最終消費における
温室効果ガス排出量は、火力発電が主流の現在でも
国内旅客鉄道・自転車を下回るレベルにある。
↓
エコ
この世で一番「低炭素」な乗り物ができたぱ
数値出典:
-自家用乗用車:国交省・運輸部門における二酸化炭素排出量(2012年度実績)
-国内旅客鉄道: 〃
-軽自動車EV:三菱自工・テクニカルレビュー2008 No.20
-自転車:津田,辻本:“モデルメニューによる家庭内食の環境負荷評価”,
第2回日本LCA学会研究発表会公演要旨集,(2007)より算出
-PCD:実測値から国内電力原単位571g-eqCO2/kWh(2012年度実績/電事連)
168
41
1 6 .9
21
22
W T W -GHG原単位比較
で算出
0 40 80 120 160 200
PCD
自転車
国内旅客鉄道
軽自動車EV
自家用乗用車
WTW-GHG原単位[g-eqCO2/人キロ]
15. 太陽光発電でエネルギー自立の可能性を検証する
<試験システム・運用方法>
・競技時間中の走行時間を最大化すること,および太陽光発電装置の稼働率を
最大化することを目的に、P.C.D.の走行用電池を交換可能に改修。
<試験方法>
・秋田県大潟村のソーラースポーツラインで開催されているソーラーカー競技会
「World Green Challenge」へ参加し,実際に車両が走行した距離で評価
・競技中は、定置型太陽光発電式充電器を唯一の電源とする
・競技前に走行用電池は商用電源で満充電にしておく
(競技専用ソーラーカーと同じ運用)
<W.G.C.2012 概要>
太陽電池パネル
(シリコン単結晶・557Wmax)
充電装置
(MPPT+直流電力計)
走行用電池
(車外で充電)
・電池交換時間短縮のため、走行用
電池を小型・軽量化
(鉛→リチウムイオン)
(ピット・ストップ時に電池を交換)
資料:W.G.C.組織委員会/クリーン・エナジー・アライアンス
16. 太陽電池での運用結果(1)
P.C.D.
走行距離上位5チームの所要時間
#301 #22 #3 #21 #211 順位
Lap
[km]
1 25 0:37:32 0:37:13 0:39:56 0:35:00 0:36:24 5
2 50 1:16:04 1:23:30 1:20:24 1:16:49 1:13:25 3
3 75 1:59:11 1:56:41 2:01:30 1:58:40 1:50:57 5
4 100 2:34:59 2:36:05 2:43:10 2:46:33 2:32:57 3
5 125 3:10:13 3:18:42 3:27:54 3:27:57 3:36:53 2
6 150 3:55:50 3:56:11 3:56:27 4:12:45 4:29:24 2
7 175 4:32:25 4:36:58 4:38:31 4:52:35 5:04:54 1
8 200 5:03:13 5:18:20 5:12:12 5:31:38 5:41:11 1
9 225 5:36:33 5:53:58 5:46:35 6:10:36 6:18:08 1
10 250 6:10:31 6:29:06 6:21:17 7:09:58 6:54:08 1
11 275 7:10:29 7:03:27 6:55:45 7:42:41 7:45:11 3
12 300 7:49:08 7:42:27 7:29:41 8:14:31 8:17:17 4
13 325 8:23:58 8:18:30 8:06:47 8:46:33 8:47:12 4
14 350 9:00:39 8:57:27 8:39:16 9:19:46 9:17:39 4
15 375 9:35:46 9:36:13 9:13:39 9:52:48 9:46:55 3
16 400 10:15:44 10:18:32 9:47:03 10:27:11 10:22:28 3
17 425 10:46:45 10:55:31 10:20:25 10:58:18 11:00:58 2
18 450 11:17:48 11:30:37 10:59:54 11:29:24 11:32:02 2
19 475 11:49:04 12:08:08 11:33:06 12:02:41 12:03:16 2
20 500 12:20:56 12:45:06 12:06:25 12:35:23 12:33:33 2
21 525 12:59:42 13:31:09 12:41:50 13:08:42 13:08:44 2
22 550 13:32:30 14:23:06 13:15:20 13:41:02 13:52:18 2
23 575 14:06:51 14:53:49 13:52:36 14:12:13 14:24:50 2
24 600 14:44:35 15:27:48 14:33:46 14:45:56 15:02:17 2
25 625 15:11:53 16:02:07 15:10:28 15:14:39 15:31:16 2
26 650 15:43:01 16:35:41 15:47:54 15:44:28 16:01:15 1
27 675 16:13:00 17:14:11 16:24:31 16:16:32 16:30:59 1
28 700 16:43:35 17:49:44 17:01:40 16:47:35 17:01:47 1
29 725 17:24:46 18:24:16 17:39:46 17:26:11 17:33:55 1
30 750 17:57:10 19:00:04 18:15:43 18:02:34 18:15:36 1
31 775 18:28:09 19:38:05 18:52:10 18:36:16 18:44:13 1
32 800 18:58:23 20:11:08 19:28:08 19:10:05 19:13:09 1
33 825 19:34:44 20:44:24 20:04:56 19:48:07 19:41:46 1
34 850 20:03:41 21:19:27 20:40:54 20:20:48 20:21:48 1
35 875 20:32:35 22:02:06 21:16:18 20:53:48 20:53:51 1
36 900 21:52:29 21:27:42 21:27:42 4
37 925 22:03:35 22:00:32 4
<2012W.G.C. 上位5チーム>
#3 KGU_S12
工学院大学ソーラーカープロジェクト
#21 デイ& ナイトチャレンジャー
昭和第一学園自動車研究部
#22 AGU aglaia
青山学院大学ソーラーカープロジェクト
#211 オンディーヌ
玉川大学
#301 P.C.D. WGC-MOD.
ソーラーカーチームプロミネンス
<2012W.G.C. レース結果>
資料:W.G.C.組織委員会/クリーン・エナジー・アライアンス
17. 太陽電池での運用結果(2)
<2012W.G.C. 消費電力量>
太陽光発電による
走行距離
546km
( 62%)
商用電源による
走行距離
329km
( 38%)
総走行距離
875km
商用電源分
3.2kWh
太陽光発電分
5.4kWh
総消費電力
8.6kWh
<2012W.G.C. エネルギ源-走行距離内訳>
走行に要した電力をガソリンに換算*すると・・・
604 cc
364 cc
合計:968 cc
*1米ガロン=3.79L=33.7kWhとして計算(EPA,2010)
走行した距離を地図にのせてみると・・・
871km
(山形県酒田市)
19. 導入機運高まる超小型電気自動車
●P.C.D.検討開始
●日立環境財団助成決定
(1回目)
●電気学会実車展示
●東京モーターショー出展
●日本LCA学会発表
●W.G.C.出場●エネルギー
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
●国土交通省による「超小型モビリティ導入に向けたガイドライン」(2012年6月)
グローブ賞
受賞
●日立環境財団助成決定
(2回目)
●東京モーターショーで
大手メーカーが超小型EVの
コンセプト車を複数発表
P.C.D. 設計・製作実証実験
●国交省、「超小型モビリティ導入に向けたガイドライン」発表
●国交省、「超小型モビリティの認定制度」施行
●トヨタ車体、新型COMSを発売●ホンダ、実証実験開始
●P.C.D.の経過と国内の超小型EV周辺動向
●日産、実証実験開始
●トヨタ自動車、
実証実験開始
●国交省、超小型EVの普及促進を検討開始と
報道される(日刊自動車新聞)
(以前からトヨタ車体、タケオカ自動車工芸らが原付ミニカーEVを販売していた)
24. 参考:自転車のWTW-GHG原単位の試算
(サイクリングによるカロリー消費率の算出法)
-消費カロリーの算出方法
厚労省・健康づくりのための
運動基準2006による
-計算条件
ライダーWt:=60kg
V=20km/h
食料生産輸送加工
CO2
CH4
NO2
CO2
CO2
流通
CO2
調理・消費
CO2
熱量
[kcal]
LC-CO2
[g-eqCO2]
熱量あたり
GHG原単位
[g-eqCO2/kcal]
サイクリング
エネルギ効率
[kcal/km]
自転車
WTW-GHG原単位
[g-eqCO2/人km]
(家庭内食メニューとLC-CO2および熱量)
Case 1(和) 1936 1549 0.8002 25.2 20.2
Case 2(洋) 2381 2242 0.9416 25.2 23.7
Case 3(中) 2143 1518 0.7081 25.2 17.8
avg. 2153 1769 0.8166 25.2 2 0 .6
(概念)
数値出典:
津田淑江,辻本進:“モデルメニューによる家庭内食の環境負荷評価”,
第2回日本LCA学会研究発表会公演要旨集,(2007),pp244-245