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人とくるまのテクノロジー展2009

10月末からの東京モーターショーでは欧米の自動車メーカー、国内含む全トラックメーカーが不参加で、会場規模も大幅縮小であることを知って出向きましたが、例年に近い盛況な印象で安心できました。しかし、実は出展社は338社(前年比▲14%)、入場者数は5/19〜5/22の3日間で51,400名(前年比▲26%)であったそうです。1時間半の短時間で回ったので抜けもありますが以下、紹介します。(2009/05/21)


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例年の開催場所「パシフィコ横浜」。開催中日の閉場1時間半前に入ったので、大慌てでの視察であった。

デンソーの第3世代コモンレールシステム。200Mpaの超高圧噴射(Boschも同じ)、1燃焼で9回のマルチ噴射を行う。

デンソーの道路交通標識認識システム。画面中央左の「とまれ」が認識され画面左上に表示され、速度標識は画面下に表示される。

マツダのブース。省エネ、環境を重点に展示していた。

素速い再始動を行うマツダのアイドリングストップ/スタ-トシステム「i-stop」。エンジン停止時、クランク角センサにより停止位置を再始動に最適にオルタネータで制御し、始動時は最適気筒へ燃料噴射、スタータモータはアシストに留め、始動時間は0.35秒と従来の半分となった。

マツダのバンパーのリサイクル。左の製品を右写真右端のペレットにまで変える。

いすゞの将来トラックコンセプト図と説明。ディーゼル・プラグインハイブリッド式を謳っている。他に、低床、コンピュータによる運転アシストも謳う。

いすゞエルフハイブリッド。既に市販中で、故障時切り離し容易な
(稼働停止による営業損失を出さないため)29kWモータと346Vの
Li-ion電池によるパラレルハイブリッド式。

日産の電気自動車試験車「EV-01」。80kWモータ、Li-ion電池で、最高速度140km/h以上、航続距離160km以上(10・15モード)。200Vで6〜7時間、家庭用100Vで16〜18時間の充電時間を要する。2010年秋、写真とは違うEV専用車体で立ち上げ、世界規模で展開するとのこと。

AESC(Automotive Energy Supply Corp.)のラミネートLi-ion電池の特徴。上右の円筒形電池では内部の熱が逃げ難く(内部がサーマル表示で赤くなっている)、高温化(→劣化、不安全化)し易く、ラミネートでは問題が少ないことを説明している。

日産の電気自動車、電池の開発年表。1995年頃からEV、1992年頃からLi-ion電池を開発していたことを説明。同社の電池は当初は円筒形であった。

上記「EV-01」の床下に置かれるAESC社製Li-ion電池パック。この電池パックが多分5〜6個搭載されていると考えられる。24個の缶モジュールがスタックされていて、各缶モジュールには13Ahのラミネートセルが3枚重ねて入っている。約259V×13Ah=3.4kWh程度となる。ラミネートセル自体が放熱性が良いのは解るが、それを2枚重ねで缶モジュールに入れてもパック内部に冷却機構が見当たらなかったが、内部抵抗が低い等で優れていて、あまり熱を出さないのか等の説明は得られなかった。

本年2009年の市販化に向けて、「i-MiEV」が国内殆どの電力会社で実証試験中であることを説明。7月下旬より法人、官公庁、自治体に、2010/4から個人向けに本格販売する。LEJ(Lithium Energy Japan)の50Ah電池で335V/16kWhで航続距離160km以上(10・15モード)。

Driving Safety Support System搭載のエンジン型「i」。

i-MiEV用PMモータ(永久磁石同期モータ)。最大出力47kW、最大トルク180Nm、最高回転数8,500rpm。明電舎製。

i-MiEV用インバータ。水冷式。DC330V駆動、制御電源は別でDC12V。交流出力最大330Arms。明電舎製。

三菱自動車の竹繊維補強ウレタン複合材を内装したドア。植物由来ウレタンを竹繊維で補強したグリーンプラスチック。

明電舎の電気二重層キャパシタ「MEICAP」の構造模型(上)。直列積層して最大定格品は4.5F×160Vと大型(5.7kg)・高電圧化したもの。積層型Li-ion電池に似た構造である。右は応用説明。回生、ピークカット等とある。具体的名価格は確認できなかったが、かなり高価らしい。

ニチコンの電気二重層コンデンサ「EVerCAP」。
写真は1,600F/2.5Vのセルを直列化した高電圧対応化モジュール。コンデンサ(キャパシタ)でも直列化するとセルバランス動作が要るし、多くのアプリケーションでは定電圧化コンバータ等が要る。

スズキの燃料電池セニアカー「MIO」。
300WのDMFC型燃料電池(燃料:54%メタノール水溶液×4?)、アシスト装置はキャパシタではなく、14AhのLi-ion電池。モータはDC24V/360Wで航続距離60km以上。最大速度6km/h。(参考出展)

日野のバス用実大パラレルハイブリッドシステム展示。左の箱状のものは大きなLi-ion電池パック(左下写真)。

右上写真のシステムのバッテリパック。中に4つのサブパックがあって、それぞれに空冷ファンが取り付けられている。大きな全体をできるだけ均等な温度にするための工夫と考えられる。写真右外にBMU類、ファン制御器等が置かれる。

エンジンと手前はパラレルハイブリッド用同軸モータ/発電機のロータ/ステータ。

ホンダインサイトのカットモデル。エンジン出力部のパラレルハイブリッド用同軸モータのステータコイルとロータが見える。モータ出力は10kW。

ホンダインサイトのパワーユニット。上写真と同じ同軸モータの右にはCVTが組み付けられている。

ホンダ・インサイトのカットモデルの後部。ハッチバックトランク下にニッケル水素電池(サンヨー製)パックの内部も見える。橙色と緑色の円筒状のものがセル。1.2V/5.75Ahセル×84直列で101V/580Wh(プリウスは1.3kWh)と小容量である。尚、101Vからの昇圧運用は行っていない。

Magna Steyr(カナダ)のLi-ion電池パック。200〜410V/2.9kWh(約10Ah)で出力60kWとある試作品らしい(最大200A=20C?)。2009年3Qから量産開始。現在円筒形のセルを角型に変えて、2010年により強力な製品を計画中。nnominal-630Vで7kWh、出力200kWのものもラインナップされている。

新プリウス(3代目)。エンジンは1500cc/56kW(76PS)から1800cc/73kW(99PS)に、モータは50kW(68PS)から60kW(82PS)へと格段に強化された。電池はパナソニックEVエナジー製の6直列セル(7.2V/6.5Ah)を28直列にして202V/6.5Ah=1.3kWhで先代と同じ。それを2代目では500V迄昇圧して
運用していたが、3代目では650V迄昇圧して運用する。

6直列7.2Vのセルモジュールを28個並収めた電池パック。セルモジュールの上にはニッケル水素電池のガス抜き用配管が走る。過充電等があると適度にガスを放出して(高温・高圧でない)安全性を高めている。冷却機構が見当たらない。

プリウスのハイブリッドドライブ。中央に複雑なシリ・パラ式の動力分割を行う遊星ギヤ機構があり、その左に主に発電機となる機構が、その右に駆動モータがある。

プリウスの先進的なコクピット。運転モード、各種燃費表示があり、ステアリングからの各種操作機能も標準装備である。

三菱重工ブースに置かれていた同社製Li-ion電池。特に説明パネル等はなかった。

ASTI社のEV用小型充電器。2台とも1kW品で左が2V用右が48V用。

東芝の運転者状態認識システム。運転操作の動き、顔認識から、運転者の状態を把握して不安前時には警告等するもの。

東芝のLi-ion電池「SCiB」左が単セルで平均電圧は低く約2.4Vで容量は4.2Ah(約10Wh)。エネルギ密度は低いが、負極材にカーボン系でなくチタン酸Liを使うことで燃え難く安全性が高い。その他充放電特性や寿命等で優れるが容量は小さく産業向きでない。10Ah以上品の開発の話も前から聞くが未公表。右は10セル直列のモジュール。

SiC-還流ダイオードを用いた4kVA3相インバータモジュール。
Si-MOS-FETは共通でSi還流用ダイオードをSiC品に置き換えることで、損失は30〜40%も減る。MOS-FETもSiCにすると損失は80%減るという。

矢崎のEV用急速充電用コネクタ。東電、トヨタと組んで、欧州、北米、日本で標準化活動中らしく、
よく見かけるものであるが大きく重く、着脱に力が要る。一部では不評であるらしい。正負極2芯と、
通信用の合計8芯が入っている。矢崎の独占規格。


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日立のLi-ion電池。左は円筒形の出力密度:3,000W/kgの第3世代型。現在の第2世代型から移行中。中央はモジュールパック。アシスト自転車等に採用、GMのHEVに採用予定であった。右端は第3世代型に続く新開発の第4世代型電池セル。出力密度は4,500W/kgと50%も向上して業界トップレベルの高い値を実現している。先に挙げた日産やMagna Steyrと同じく、円筒形から角型等に移行している。[W/kg]から仮想限界放電率:Cを試算すると第3世代型が48C、第4世代型(右上写真)が60C、東芝SCiB(現行型)が40C、パナソニックEVエナジーNi-MH(プリウス使用品)は29C。但し、実際の最大定格放電率は1/3程度のようである。

左右ともZFのハイブリッドトランスミッション。左は中大型集配トラック用「HyTronic lite」パラレルハイブリッドトランスミッション。モータ出力は60kW。右は小型商用車用「eTronic」パラレルハイブリッドトランスミッション。モータ出力は41kWで燃費は最大30%低減できる。

右は最新3代目プリウス。冷房補助できる定格出力59Wのソーラーパネルがオプション装着できる。ソーラパネルが40℃以上かつ日射量が500W/u(最大日射量は約1kW/u)以上になるとブロワが自動起動して室内を掃気冷却する。10・15燃費38.0km/リットル。

上と左はプリウスプラグインハイブリッド。2代目プリウスの電池パック(1.3kWh)を2個にしただけなのでEV走行距離は13kmと短い。200Vでなら1〜1.5時間で充電できるが中途半端な感もある。右は、充電用コネクタ。先に挙げた急速充電用に比べると着脱力は小さく扱い易い。

ホンダ 「インサイト」。エンジン出力65kW(88PS)、モータ出力10kW(14PS)、ニッケル水素電池580Wh。10・15モード燃費28.0km/リットル。

マツダ「プレマシーハイドロジェンREハイブリッド」。水素とガソリンのデュアル燃料システムにLi-ion電池を加えたハイブリッド車。最高出力110kW、航続距離は200km。2009年より
国内リース販売開始予定。

スズキ燃料電池車「SX4-FCV」。乗員5名、燃料電池出力80kW、キャパシタアシスト式、70Mpa高圧水素タンク。68kW(92PS)モータで最高速度150km/h、航続距離250km(10・15モード)。

富士重工の「プラグイン ステラ」。充電器(充電器(対応急速3相200V/最大50kW)では5分で65%=約50km、15分で80%=約65km分の充電が可能。家庭では200V/15Aで約5時間、100V/15Aで約8時間でフル充電=80kmの走行が可能である。

三菱自動車の「i-MiEV」。2009年7月下旬に発売される。定価は459万円でベース車「i」の約150万円の3倍である。100万円以上の補助金が付くがインフラが未整備である点も不安材料である。最高速度約130km/h、航続距離160km(10・15モード)。下右は、駆動源となるLEJ(Lithium Energy Japan:GSユアサ+三菱自動車+三菱商事)の50Ah電池セル。下左写真の構成の電池パックで335V/16kWhに構成され、車載される。