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エンジン発電機で電気自動車の急速充電器を動かすことは可能か？
- 近未来に主流となる電気自動車(ＥＶ)の普及には充電に時間がかかるという課題があります。
- 急速充電器は５０ｋＷ級の電力があれば、３０分で１００ｋｍ走行できる充電を実現します。
- エンジン発電機は５０ｋＷ級の電力を出すことができますが、エンジン発電機と急速充電器の整流器の互換性について調査中です。
- 電気設計
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既に回答が出そろっていますが、 ◆なぜ、「エンジン発電機は整流器が組み込まれた機器に対応しない」のか について・・・・。 通常のエンジン発電機は、正弦波状の負荷電流が流れることを想定して 設計してあります。これに対して、充電器などの整流器が組み込まれた機器 は、消費電流が正弦波から大きく外れている場合が多いので、定格通りの 出力を取り出せなかったり、電圧や周波数の安定度が悪くなったりする問題 が発生する可能性があるので、一般論として安全側の回答があったものと思 います。 対応方法は、幾通りもあります。充電器の入力電流は、内部の整流回路を工 夫すれば正弦波に近づけられるので、このようなものを採用することも方法 です。反対に、整流器負荷に対応する発電機を探すことでもOKです。 ◆燃費について #5回答者さんご紹介のエンジン発電機の燃費をみると、60kVA発電機の75% 負荷運転時に11.6L／h程度です。軽油の価格が95円／Lと仮定すると、 １時間の運転で、11.6×95＝1102円の燃料費がかかります。 取り出す電力量は60kVA×75%×1h＝45kWh 電力単価は、1102円÷45kWh＝24.5円／kWh 一般家庭の従量電気料金が22円／kWh程度ですから、やや高いといった程度 です。高圧受電の業務用電力は半分程度の単価ですから、電力会社から電力 供給受けられる場合は、エンジン発電機のメリットが少ないように思います。 ◆本格ビジネス化 燃費については、上記の検討で、「家庭用電力に対してなら、いい勝負」が できそうです。そうであれば、設備の初期費を如何に安くするかがポイント。 汎用のエンジン発電機と汎用のEV急速充電器を組み合わせたのでは、重複 する部分が多くてコスト構造が良くないとおもいます。 数が見込める製品であれば、 発電機の出力電圧を、EVのバッテリー充電に適する電圧に合わせるように 変更して、交流出力を単純に整流するのみでバッテリーを充電するような 構成にすれば、充電器側の主回路電機部品コストはほんの僅かで済みます。 充電電圧、充電電流を監視して、適切に充電が進むように制御する機能部分 は、発電機のガバナーやAVRを直接制御するように構成することでシステム の単純化ができると思います。
既に検索済みとは思いますが、５０ｋＶＡ発電機は可搬型としては大型の部類になります http://www.denyo.co.jp/products/generator/dca_b3.html http://www.yanmar.co.jp/prod/construction/general/silent_diesel/agss.html http://www.n-sharyo.co.jp/business/kiden/products/p-gene-NES60AP.html >急速充電器３５０万円で非常に高価です。 >エンジン発電機を改良して低コストにもっと行けば、良い勝負になると思います。 ５０ＫＶＡ発電機単体でもかなり高価なんですが また電気主任技術者の選任も必要になります 所謂、電験３種 ＜チョー難しい試験 http://www.nisa.meti.go.jp/safety-kanto/denki/hatsuden/idouyou/tetsudukiannai.pdf http://www.rental.co.jp/reference/466-467.pdf https://www.aktio.co.jp/exec/product/details/ha_kouji/ http://www.nega.or.jp/ 「電気事業法では、建設工事現場等で10kW以上の発電設備を使用する場合、」 「発電設備を設置して使用する者は、発電設備の取り扱い・安全確保を図るため」 「電気主任技術者の選任が義務づけられています。」 ５０ｋＶＡ発電機を一般家庭に置く事を想定していないと思う
お礼
ありがとうございました。 エンジン発電機＋急速充電器の置き場は主にJAF基地や石油スタンドなどを想定しており、一般家庭への販売は考えておりません。 現状のキュービクル＋急速充電器の組合せでも電気主任技術者の選任が必要であり、条件的に同じと考えてました。 エンジン発電機のコスト高対策として、?最新エンジンのダウンサイジング?発電機と急速充電器の電気回路の統合?デザインパッケージングの最適化などで勝負しようと考えてます。
毎度ＪＯです。 エンジン発電機でＥＶが充電可能かで有れば「可能です」と言えます、 しかし、なぜＥＶが普及するかの観点から、エンジン発電機で充電する事は本末転倒です 将来、２Ｃ充電が可能となり３０分で充電出来るとしても、エンジン発電機で充電する展開は行政的にも有り得ません 電力会社の送電網から外れた地域では、ＥＶは普及しません
お礼
ありがとうございました。 急速充電のインフラ整備には急速充電器とキュービクルを含めて考える必要が思います。コスト的にキュービクル導入が３００万円、急速充電器３５０万円で非常に高価です。エンジン発電機を改良して低コストにもっと行けば、良い勝負になると思います。また、エンジン発電機は運搬可能で、ＥＶの電欠にも対応可能です。ガソリン車での年間ガス欠件数は国内だけで約１０万件（ＪＡＦより）あり、ＥＶ社会を迎えた場合、可搬できるエンジン発電機の方でどうかなと考えてました。もう少し考えてみます。
発電機の交流を直流にすることができるか、との問いであれば、可能です。 急速充電をするためにはバッテリーの対応が必要ということの意味は、 対応外のバッテリーに急速充電を行うと、バッテリーの寿命が極端に短くなる、破裂する、等の事故の危険性が伴います。 一般に40A/hと言う容量は40Aを1時間供給できますという意味ですが、実際に40Aの出力は1時間しないででなくなります。測定では4Aを10時間出せた。（10時間率） これを1時間に合わせて40A/hと表記します。 このときの40Aの数字を1Cと表現し、放電は0.1Cで行うとか、充電時は0.1Cで何時間行う等の説明がされます。 いずれも計算上の話であって、1Cで充電できるバッテリーはあまり多くはありません。2Cで30分の充電は非常に危険ではないかと思います。 30分の急速充電用の電力をエンジン発電機で作るのは、可能と思いますが、 対応できるバッテリーがなければ、意味のないものになってしまう危険性があります。
お礼
ありがとうございました。 大変勉強になりました。 三菱自動車から既にＥＶが量産されており、バッテリは急速充電に対応しているようです。30分でＳＯＣ80％。 http://www.mitsubishi-motors.co.jp/publish/mmc/pressrelease/news/detail1940.html
バッテリーの充電に時間がかかるのは、供給電力に問題があるのではなく、 バッテリーの充電電流の受け入れ能力に依存しています。 急速充電に対応できるバッテリーがあれば、充電には時間がかからなくなります。
補足
アドバイスありがとうございます。おっしゃるようにバッテリを改良すれば急速充電は更に速くなります。しかし、バッテリ開発には相当な時間（年単位）がかかると思います。 今回の相談は、エンジン発電機で急速充電器を動かせるかが悩みです。
>>エンジン発電機は整流器が組み込まれた機器 そんなこと言われたら、一般用１００Vの発電機は売れませんねぇ
補足
アドバイスありがとうございます。おっしゃるように整流器は至る機器にもあるので、エンジン発電機でＯＫなものあると思います。急速充電器の整流器は特殊？ いろいろ調べましたが、 キュービクルから５０ｋＷ出力→急速充電器はＯＫに対して、 エンジン発電機から５０ｋＷ出力→急速充電器は困難（急速充電器メーカ曰く）なので、 同じ出力でもキュービクルとエンジン発電機で違うのでしょうか？
お礼
ありがとうございます。皆様の回答で電気的に目処が立ちそうということが判りました。家庭用でのビジネスは最初から無理があるので、断念してます。∵一般家庭では１００Ｖや２００Ｖの普通充電で十分まかなえて、急速充電などの仰々しい機械は不必要です。不測の事態で石油スタンドやＪＡＦまたは宅配便屋さんで急速充電すれば良いと思います。ビジネスになるかどうかはもう少し具体的に検討してみます。電気系統のシンプル化はコストダウンのネタですね。アドバイスありがとうございました。