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2013年8月12日 (月)

頑張るのみ!(8月11日)

電気自動車の進化には「電池の温度を上げない」という技術が絶対に必要だと思う。いや上がるのは仕方ない。そいつを効率良く冷やすことで、連続使用に耐えるようになるし、電池寿命を長く確保出来るようになる。もちろん「大量のドライアイスで冷やす」なんて愚の骨頂の対策は検討の余地も無し。

先日読者から頂いた情報の中に下のような技術があった。古河電工の「ヒートパイプ」なるもの。なるほどこれならバッテリーの内部から引き出してくることにより、奥の電池の温度も下げられるかも。電気自動車用電池は外側だけ冷やせばいいというモノじゃなく、全体を冷やさなければならない。

ヒートパイプ

もしヒートパイプが高価なコストじゃなければ使えそうだ。といっても今年の10月末の新城ラリーまでには間に合うまい。皆さんナニか良いアイデアはございませんでしょうか? バッテリーケースの主として下側を連続して10度くらいの温度に保つことが出来れば文句無し。水なら使えます。

風を当てることも可能。もちろんお金と時間があまり掛からない、という非常に難しい条件ですけど。本来、こういうところから技術って生まれてくるんだと思う。回生制動の強化については丹後半島ラリーまでに間に合わすことが難しくなってきた。放置された9日間は本当に痛かった。見事足を引っ張られましたね。

リーフはジムカーナの『N1』クラスに出場すれば、相当のポテンシャルを持つと思う。競技時間短いジムカーナなら電池容量に問題なし。温度上昇も問題なし。ニスモあたりで競技時のみABSやVDCをカット出来るジムカーナ用のコンピューターを出してくれれば、電気自動車の強みをフルに引き出せることだろう。

私もジムカーナ用のリーフにすればよかったのかもしれません。でも電気自動車の使い勝手を考えると、ラリーでガソリン車と戦えるだけのポテンシャルが必要だと思う。残る2戦で可能な限りの対策をしてみたい。繰り返しになるけれど、アイデアや技術を持っている方はぜひともアドバイス頂きたく!

ちなみにバッテリーケースに穴は開けられません。

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コメント

電気自動車で電力を無駄に使うのは意味がないと思いますので、アルミのヒートシンクを直線上に並べてバッテリーパックにくっ付けるだけで、走行中は結構な温度を下げられるのではないでしょうか?

投稿: なおちろ | 2013年8月13日 (火) 22:36

http://jmf.or.jp/monodzukuri03/article/p25/
http://www.nihon-facility.co.jp/shopping/fpsc/
こんな冷却装置もあるようです。これで冷やした空気を細いパイプ使って噴きつけるなんて如何でしょう?
うちのMiEVも充電時に高温になると勝手にエアコンが作動して電池を冷やしていますので、走行風とかでは無く、冷媒などで冷やした空気を使って、強制冷却しないと無理だと思います。

投稿: とし | 2013年8月13日 (火) 21:58

どうもです。多少隙間があるようですので、そこに微風でも流せれば
放熱塗装で多少でも良くならないですかね?
http://www.flex-japan.com/strong/coating.html
時間が無い中だとこれが精いっぱいでしょうか?

投稿: がんちゃん | 2013年8月13日 (火) 14:40

師匠、すみません。
投稿のタイミングが悪かったですねぇ。
バッテリーケースごと冷やすためのフロアぶち抜きです。
でも、それも素人の乱暴な意見ですみません。

投稿: applefanjp | 2013年8月13日 (火) 10:17

師匠、皆さんのアイディアや情報、たくさん寄せられていますね。
凄いことです。
自分は専門ではないので、拝読しながらうなるばかりです。

自分もいろいろと考えてみたのですが、
なかなか厳しいですよね。
ちょいっと冷却装置が取り付けられるならば、
EVレースのパイオニアの皆さんが取り組まれているはずです。

元から冷却装置を不要として設計されたリーフは
スペース的にもキビシイ。
そうなると手っ取り早いのは、
急速充電器にも使われている冷却ファンを
フロアぶち抜きでつけることでしょうか?

フロアカーペットの下を見たことがないので
勝手なこと書いてすみません。

投稿: applefanjp | 2013年8月13日 (火) 10:12

加工している時間もないでしょうから、まずは放熱作用のあるシートをバッテリーケースに貼り付けるくらいがいいのではないでしょうか。
沖電気工業の『まず貼る一番』などが使えるかもしれませんが、効果の程はハテナです。ダメもとでおまじないくらいにはなるのではないでしょうか。

投稿: はるきみ | 2013年8月13日 (火) 09:49


皆さんの書き込みをみて、元々一般車両のリーフなので、立派な冷媒式電動エアコンが使われているのを思い出しました。

ペルチェクーラーが、あげられていますが、熱制御の点で有利な半面、投入エネルギーと熱移動量の効率からすると、一般的な冷媒使用のヒートポンプが優れています。
しかも、リーフのエアコンは電動コンプレッサを使用しているので、稼働させた場合、電費的マイナスですが、動力性能はダウンしないはずです。
クルマのエアコンは、断熱性の乏しい車内を冷やすため、家庭用のエアコンと同等以上の熱移動能力があるはずです。
この冷媒回路を、バッテリーケース付近まで延長して、エアコンの熱交換器とブロアを移設できれば、簡易的なダクトなど皆さんのお手のものではないでしょうか?
冷媒配管の延長ですが、自動車はゴム管が多いので、継ぎ手の合う車種の物が流用できれば、よいのですが、適合が難しいようであれば、金属部分で切断して、おそらくアルミであろうコンプレッサ側と、延長用のパイプをロウ付けする形なら、鰻屋さんの業務用冷蔵庫を修理するような業者さんとか、クルマのラジエタ修理をされる業者さんなら、手掛けられると思います。
改造時に冷媒が抜けるので、ガス補充を含めて、詳細な手順等は電装屋さんとご相談された方が良いと思います。

あとは、充電時に無駄なバッテリー消費をしないように、外部電源コネクターを付けて、供給できる体制になれば、充電時にガンガンに冷やし、走行中は電費と相談しながら、エアコン稼働具合を調節するという運用になると思います。

時間、費用で間に合わなければ、エアコン吹き出し口と吸入口からダクトを伸ばして、バッテリーケース上面にプチプチシートなどで、冷却空気の通り道を作り、覆ってしまうことでしょうか。

いずれにせよ、走行中も大気温度以下に下げるなら、電動エアコンを活用するのが良いと思います。

投稿: のりぞう | 2013年8月13日 (火) 07:43

ヒートパイプについて追加情報ですが
熱伝導効率の良い洞やアルミで電池を挟み、ヒートパイプ
で熱を能動的に吸い出す方法も別ページにあったほか
次のようなヒートパイプユニット(薄型、折り曲げ自由)
も見つけましたのでお知らせします
http://www.jahp.jp/Brochure/Thermal2010.pdf

また、リーフ用電池を開発した宮本丈司氏(日産EV技術開発本部、2011年)
に協力依頼できると良いのですが...
http://www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/MAGAZINE/ev_battery.html

投稿: トトロ | 2013年8月12日 (月) 21:11

3年以上前になりますが、207の日記を拝見しその後思い切って207に乗り換えてしまったSharaです。
おかげさまで、記事の通り通勤で燃費19~21Km/L位を推移しており燃費とハンドリング・乗り心地を楽しんでいます。

さて、バッテリー冷却方法の件ですがバッテリー下部に冷却水路を設けた金属プレート等を設置する方法はいかがでしょうか?
私の勤め先で取引のある会社なのですが、長野県の「諏訪熱工業」というところでダイレクト面接合という技術があります。

http://www.suwanetsu.co.jp/page004.html

これを利用し、バッテリーや設置スペースの形状に合わせた板を加工し、それぞれ接合面側へ冷却水が流れる流路を掘って接合するという手順です。
3Dのモデルデータさえあれば、フロアやバッテリーの形状へフィットさせることは簡単だと思います。

あとは形状次第で加工費(マシニングセンター等)がどのくらい掛かるかですが・・・。

投稿: Shara | 2013年8月12日 (月) 20:59

レクサスLSハイブリッドは後席用エアコンの
冷気をバッテリーケース内に送り込んでいますが
こんな大改造はできませんよね。
メルセデスSクラスハイブリッドはバッテリーケース内に
冷却ジェルと冷却フィンを併用しているそうです。
原始的ですが冷却ジェルシート、マットなどいかがでしょう。

投稿: キョロチュウ | 2013年8月12日 (月) 19:22

ペルチェ素子は以前CPUのクロックアップマニアがよく使っていました。
車載用の冷蔵庫がそれなので分解して取り付ければ安上がりかもしれません。
電源も12Vなのでアタック中はオルタネーターにも余裕があるのではないでしょうか?
素人のたわごとで申し訳ありません。

投稿: e750 | 2013年8月12日 (月) 19:17

走行風をダクトで導入して冷やせばどうでしょう?と書くつもりでした。
しかし、リーフのバッテリーを調べてびっくり。
運転席から後部座席にかけての床下に搭載されているんですね。
てっきりプリウス的なサイズを想像していました。

バッテリーパックに穴をあけることは安全性その他で当然できないと思います。
ならば車体とバッテリーパックの隙間を風が通ると狙い、車体の床に穴をあけそこから走行風を送ってみては如何でしょうか?
電費が厳しくなりますが、ブロワーファンもいいかもしれません。
隙間がなければワッシャーなどでかさ上げして確保します。
あとは走行風が当然床下を通ってバッテリーを冷却するはずなので
車高を少し高くし、エンジンルーム下に風がバッテリユニットに向かうようにするウィングをつけます。

車高を上げる、バッテリパックをかさ下げ?して隙間を確保する
全部前代未聞で何が起こるか分からないのが難点です。
ボディーアースの関係でコンピューターがエラーを出すかもしれませんし、
現在より剛性が低くなったり、重心が変わることで走行性能が落ちることも予想されます。
まさにリーフの色んなバランスを、また試行錯誤しながらいじることになりますね。

投稿: LPG | 2013年8月12日 (月) 17:34

クールスーツ?、銅パイプをバッテリーに密着させて、不凍液を循環、10リッターくらいのタンクに水と氷を入れて、そこを通す事で不凍液を冷却してバッテリーを冷やしてはどうでしょう?。

バッテリーを冷やす為の熱の負荷(ワット?ジュール?)はどの位なのでしょうか?、どの位の氷がいるかわかると思います。

サービスでの氷の補充はレギュレーション違反になってしまうのでしょうか?。

投稿: kine | 2013年8月12日 (月) 17:15

電池を冷却するために余計な電力を消費しては無意味でしょうし、電池冷却用のコンプレッサーを積むなども重量増でやはり難しいでしょうから、霧吹装置みたいなので、表面を濡らして気化熱として熱を放出させるのは無理でしょうか。
ラリー車のように高速に動くものなら、キャブレターみたいなのをどっかから持ってきてくっつけとけば、風圧だけで何とかなりそうな。
などと思いつきで適当なこと書いては怒られそうですが。

投稿: Ken | 2013年8月12日 (月) 13:24

いつも楽しみに読ませてもらっています。
放熱ですが、ヒートパイプの一種でヒートレーンというものがあります。

ティーエスヒートロニクスと言う会社で開発されています。
http://www.cmet.co.jp/company/group
イメージしたのホームページがわかりやすいです。
http://www.mizuden.co.jp/pdf/HL.pdf

ヒートパイプよりも、取り付け姿勢に制限がすくないなで、遠心力の変化の大きいレースでは、ヒートパイプよりも有望かと思います。

あとさしあたりテスト的には、秋葉原などで販売されている黒鉛シートはハサミで切り貼りできるので、貼る一番という商品名で販売されている放熱シートなどと組み合わせると、電源不要で熱の拡散に効果的です。

あと、バッテリーに詳しくないので、素人の一般的な印象で話させてもらいます。
ヒートシンク、ヒートレーン、黒鉛シート、全て密着させた方が、伝達がよいのです。
しかし、バッテリーは充電放電ともに熱膨張するはずなので、あまりギチギチに締め付けると、内部がどうか?
国沢さんにそういった情報のルートがあると良いのですけど…

投稿: のりぞう | 2013年8月12日 (月) 13:21

ペルチェ素子+ヒートパイプ+ヒートシンクが定番と思うのですが車両搭載のような大きいものには設置したことないからお役に立てないですね。(自分は小電機器なので) 電気も喰いますし。

投稿: oak | 2013年8月12日 (月) 12:56

こんにちは。
効果があるかどうかわかりませんが
よく自作パソコンとかに使われる、アルミ製の放熱フィンとか使ってみたらどうでしょう?
車レベルだとどうだろう・・・ちょっとわかんないですけど念のため挙げてみます。
失礼しました。

投稿: やまかつ | 2013年8月12日 (月) 12:27

素人考えですが
1.エアコンが付いているなら、エアコンのダクトを電池に直結
2.中古のラジエタ―を流用して水冷式にする(ポンプは電動で)
3.ラム圧を利用して強制空冷+電動ファン取り付け
  

投稿: ヒロポン | 2013年8月12日 (月) 12:19

ペルチェ素子は、検討されましたでしょうか?
私のいる業界では、液体ガスの温度コントロールに
よく使われております。

「坂口電熱」なんかに問い合わせてみたら
よい回答がもらえるかもしれません。
http://sakaguchi-dennetsu.co.jp/lineup/other/perucye_index/

投稿: のぶそん | 2013年8月12日 (月) 11:10

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