レンジエクステンダーEV狙いのパラレルHV

質問

1600ccくらいのガソリンエンジンを置き換えるのに下記のようなシンプルなEVベースのパラレルHVを作ってほしいんだけれど、安く収まりませんか？
いくらくらいになりますかね。

・「50kw(70馬力)のモーター ＋ 10kwhのバッテリー」のEV
・500cc単気筒の低回転型エンジン(21馬力/3000rpm＝15kw)
・エンジンの役割は(1)走行中は50km/h以上で始動してモーター直結で走行をアシスト、(2)停止中は走行用モーターを用いてバッテリーを充電

つまり
・1モーターだからシリーズハイブリッドモードはなし
・50km/h未満はエンジンを使用しない代わりにミッション無し
・近距離(70kmくらい)ならEV走行
・50km/h以上で走行中に必要なエネルギーの9割程度をエンジンでまかなえるので、長距離走行の航続距離はバッテリーが10倍あるのと同じ事。
・電池が無くなれば停止してエンジンで充電できるので電池切れの心配はない。

航続距離のために電池を20kwh以上積む車があるけれど、電池は20kwhで300～400kgもある。減らせれば相当な軽量化になるし、シリーズHVにして走行用と発電用の2モーターにするのはもったいない。パワートレーンを安く収めて、かつEVモードが使えて、かつエンジンは常にフルスロットル近いから熱効率の最大の領域で使用することを狙ったもの。

回答No.1

rpm243 · ベストアンサー

つまりは ノロノロ登り坂渋滞では 誰かに押して貰う車を造るって事？

お礼

よく読んで頂いてありがとうございます。とても鋭いですね。

1500kgの重りを1000mの坂を上ると30馬力で12分。4kwhと少しです。平坦を走るときの走行抵抗は速度やボディ形状によりますが100km/hくらい出せば30馬力くらいだと思います。その大部分は空気抵抗ですからノロノロだとかなり小さいでしょう。

中央道の登り坂で20km程度の渋滞までは何とかなると思うのですが。ご指摘に改めて思ったのがEVってまだまだ街中だけなぁとおいうか、ひと山越えて乗っていけるようになるのは全然先の事ですね。

補足

「1500kgの重りを1000mの坂を上ると」では何のことかわかりませんね。

正しくは1500kgの重りを1000m持ち上げるには30馬力で12分。4kwhと少しです。12分で1000m上るのは時速100kmで5％の坂を上った場合です。

つまり登坂と平地走行の差はそんなもんだという意味です。

回答No.2

gorisansei

完全にシリーズ方式の方が良いのでは？
10kwhの電池で150キロ、エンジンは1300ccを半分にしたような、ホンダの二輪のNC700みたいなエンジンを発電用に最適化して。
エンジンを既存のものから流用すれば、設備投資や開発費が抑えられるし。

パラレルにするとモーターとエンジンの協調が面倒くさそうだし。
ミッション無しだと50キロ～100キロまでエンジンの回転数が変動するから、エンジンを発電用に最適化出来ない。
よって、完全シリーズ方式の方が良いと思う。

お礼

お付き合いありがとうございます。素直に考えればシリーズHVだと思いますが、なぜシリーズでまともに商品化されていないのか考えてみました。BMWのi3くらいですもんね。

シリーズの欠点
(1)シリーズハイブリッドは走行用モーター以外に発電用モータとエンジンが必要。つまり2モーターになるのでコスト高。パラレルモードだけなら発電用モーターはいらないので1モーターででき、コストを下げられる。スイフトプラグインHVが200万円もする(から商品化できなかった)のはそのコストゆえだと思うのですが。

(2)シリーズハイブリッドは意外と燃費が良くない。スイフトプラグインHVはプラグイン充電なしのハイブリッド燃費でも25.6km/L
http://clicccar.com/2012/09/25/199427/

これは電気に変換してモーターを回す過程でロスがあるためで、エンジンを駆動輪に直結したほうが当然効率がいい。

シリーズはエンジンの最も効率のいい回転数で回せるから燃費がいいはずだと思いきや、実は最近のハイコンプのミラーサイクルエンジンは低出力域でもかなり熱効率がいい。私のアテンザは2000ccのガソリンですが70km/hで23km/lを超えます。熱効率を計算すると30％を超えています。エンジンと駆動輪直結で多少回転数変動してもここまでの熱効率を出せるのなら、一定回転にこだわって発電や走行用モーターや充放電でロスするよりも効率がいいという事です。

正直シリーズハイブリッドは今後もまともなモデルは出ないような気がします。

補足

冷静に考えればエンジンをモーターに接続してバッテリーを充電するときと、エンジンを車輪に接続して駆動するときはギヤ比が全く違うので、低速走行時はモーターにエンジンを直結してエンジンでモーターをアシストすることは可能ですね。

エンジンを駆動輪に直結時：3000rpmで108km出るとして一次減速比1.0、ファイナル3.33
エンジンをモーターに接続時：エンジン3000rpm、モーター3000rpmで充電するとしてエンジン-モーター間の減速比1.00、モーター-タイヤ間のファイナル減速比はリーフでも8.2くらい。

つまりエンジンをモーターに直結するとタイヤまでのギヤ比は2/5になるから20km/hを切るところからアシストできますね。