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アイMiEV 空調のメカニズム [アイ]

アイMiEVが発売されてから、メカニズムについて書いてある雑誌や本を片っ端から読んでいます。なかなか新しい情報に行き当たることがないのですが、初めてエアコンの構成が書いてある本を読みました。電気自動車にとって空調は非常に重要な要素ですので、紹介してみます。

こちらです。


アマゾンではこちらです。


ちなみにこの紹介した本は、アイMiEVだけを取り上げているわけではありません。フォーカスはインサイトとプリウスに当たっていますが、ハイブリッドと電気自動車全体を横断的に取り上げています。ただし、それでもアイMiEVは詳しく解説されている方だと感じます。

例によって「??のすべて」シリーズの流れを汲んでおり、立場が結構中立的で全体としてとてもよい本です。安いですし、電気駆動車(のメカニズム)に興味がある方であれば面白く読めるような気がします。



それではアイMiEVのところについて紹介するともに、思ったことを書いてみます。

最初はバッテリーについてです。いかにバッテリーが大量に使われているかが良くわかりますが、バッテリーの容量というのは一概に評価できません。どこまで安全性マージンを削るか?放電率をどのくらいに取るか?容量をどこまで使用するか(SOCマネジメント)?寿命をどこに設定するか?などの条件により変わってくるのでかなり評価が難しい性能ですが、それでも大量であることだけは間違いありません。そしてアイMiEVの価格を押し上げていることも間違いないでしょう。
しかし、バッテリーはバッテリーメーカーが開発するものであり、あまり興味がありませんのでこれくらいにします。

パワーパッケージの冷却は水冷だそうです。インバーターやモーターの冷却を水で行っていますが、ラジエターはフロントにあります。もちろんポンプは電動です。
インバーターなどの許容温度はどのくらい?、冷却水の水温をどのくらいにとっているのか?放熱量はどのくらい必要なのか?などに興味があります。おそらくエンジン冷却水(90度など)のような高温ではないと想像されます。その場合は温度差が少なく放熱の効率は下がりそうですね。
空冷にできればもっと軽くできそうですが、空冷でがんばるとしたらエアコンの冷気を少し使用すればよさそうな気もします。
水冷にしたのは厳密な温度管理とガソリン版のラジエターと配管を流用するという意味だと思いますが、もし冷却能力が過剰だとしたら重量がもったいないですね。



次はクーラーです。
もちろん当然ながらコンプレッサーは電動です。そしてコンデンサーは前面に配置されており特に変わった構成ではありません。フロント内で完結しているのがエンジン車と違いますが、あまり妙な構成ではないようです。




その次は問題のヒーターです。ヒーターの熱源はPTC素子によるジュール熱ですが、ヒーター系の熱媒体は水です。つまり、ヒーターユニットで温水を作り、それをヒーターユニット内のヒーターコアに供給する構造になっています。ヒーターユニットがどこにあるのかは良くわかりませんが、意外と場所を取っています。ちなみにクーラーとヒーターの配管は基本的に独立しているようですね。なお当たり前ですが、ポンプは電動です。
これも重そうです。重量面からは可能なら温水を介しない暖房システムが理想だとは思います。各吹き出し口にヒーターを設置して分散型ヒーターにすれば軽くできそうです。ただ、発熱量が少ないことが問題になりそうです。
クーラーはヒートポンプなのでCOP(投入エネルギーに対して引き出せる熱(冷気)の比)は1以上あり、そもそも冷房は外気温からせいぜい10-15度程度冷却したら良いわけです。しかし暖房は+20度などの(室内24度、外気温4度など)の状況が普通にあり、もっと温度差が激しいときも珍しくありません。そのような理由でクーラーよりヒーターの方がエネルギーを食うようです。
究極的には個別空調でしょう。人がいるところだけを重点的に加熱するのがよさそうです。しつこいですが、シートヒーター+シートファンなども良いのではないかと思います。エンジン車と違って、単なる電気加熱(ジュール熱加熱)をしたからといって(同じ空調能力なら)燃費には響きません。そのため熱源をなるべく分散させるような設計が向いているように感じます。
こんなにヒーターの構成にこだわるのも、それが燃費(電費?)に直結するからです。そしてその燃費というのはランニングコスト(電気代)に影響することもさることながら、航続距離にダイレクトに反映するから重要なのです。



例によっていろいろ思うところを書いてみましたが、やはり実車にてどんな感じか確認したいですね。試乗できるのが楽しみです。
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