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2017年9月25日

現代の自動車の動力源について一旦素人整理しておこうという話




おはようございます。

2017年9月の記事です。

今回は、我々がいつも乗っている自動車が、一体どのような動力源で動いているのかを改めて考察しながら論を進めるというものにしたいと思います。

EVだのHVだのe-POWERだのいろいろと、開発している完成車メーカーの側では宣伝に余念がありませんが、使う方からすれば、乗り心地や燃費がよければいいわけで、方式についてもこうした観点から考察する方が良いと考えております。

まず、自動車の歴史ですが、まずは全ての産業革命の元と言えば石炭で燃やす蒸気機関がその最初でした。

今でも蒸気機関車が走る線路もありますが、実用としてはもっと熱効率のよいガソリンエンジンが、そして液状化した経由を噴霧することで爆発させることのできるディーゼルエンジンや、3枚の羽根がまるでぐるぐる回るように動き、驚異的な加速度の得られるロータリーエンジンなどが生まれました。

この、内燃機関と訳されるガソリンエンジン(ディーゼルエンジンを含む)は、その爆発力で得られた動力を、そのままシャフトに伝えてタイヤの回転力を得るというものです。



電気自動車はもともとラジコンとして実用化されていた



一方、今やEVと呼ばれて次世代輸送の主役にならんとしている電気自動車ですが、これは電池から取り出した電力でモーターを回してタイヤを回転させようとしているもので、もともと内燃機関は搭載できないくらいに小型の、走行距離も短くて良い類の乗り物に搭載されるシステムでした。

ですので、極端に言えばミニ四駆やラジコン飛行機、も立派なEVなのです。

動力は単三電池だろうが、現在のEVに搭載されている大規模リチウム電池だろうが、原理は変わりません。

ここでの問題は、バッテリー(電池)に蓄電できる電気で、一体どれだけの走行距離が得られるのかという問題です。

今筆者がこの記事を打ち込んでいるMacや、それをテザリングしているiPhone7と同様に、こうしたデバイスにはバッテリーが搭載されていますがその容量は、躯体全体の半分を超える状況です。

すなわち、電気自動車の半分以上は実はバッテリーであると言われるくらい、蓄電池の容量は今後のEV開発のネックとなっているのです。



ガソリンエンジンを発電機として使うという逆転の発想



こうして、トヨタ自動車のハイブリッドエンジン搭載の「プリウス」が世に出た1997年(平成9年)以降、世界中の完成車メーカーは、技術の総力を挙げて、さまざまなガソリン車に変わる駆動方式を発表し、発売して世に問うてきました。

2010年(平成12年)には、日産から電気自動車「リーフ」が発売されておりますが、実は電気自動車としては「リーフ」にははるか上の先輩がありまして、それこそ同じく日産が開発した元祖電気自動車「たま」なのです。

「たま」が製作されたのは1947年(昭和22年)、当時日本は終戦直後の深刻な石油不足に悩まされていたところ、そこで山の中にあった水力発電所を利用し、電気による新たな移動手段として「たま」が誕生したのです。

「たま」は木製ですが、ガソリンを使わないから燃える心配は少なく木は電気の非伝導材であることから感電の危険も少ないなど、むしろ都合がよかったようです。

東京から西に少しばかり入った、北多摩郡府中町の立川飛行機工場跡で活動を始めたので、「たま」と呼ばれるようになったそうです。

昔のことを知るたびに、我々のご先祖様や先輩先達たちの発想の豊かさに驚かされます。

さて、話がだいぶ逸れましたが、電気自動車のバッテリーにどのように給電するかという課題に取り組むため、では発電機も一緒に積んでしまおうという逆転の発想で生まれたのが、外部から充電する代わりに、エンジンで発電してモーターだけで走るという車です。

同じく日産が開発したNote e-powerという車種です。

これは、他の完成車メーカーが、ガソリンエンジンで駆動しながらアシスト的にバッテリー動力も使う、バッテリーで加速して最高速付近ではガソリン駆動に戻すといった作業をしているハイブリッドカー(HV)全般の開発方向のまるで反対向きに、エンジンを発電機と割り切って、駆動はバッテリー一本に絞って軽量化した割り切り商品です。

ガソリンエンジンですので、動力源はガソリンですが、そのエンジンを一旦稼働させてガソリンを消費しながら電力をバッテリーに貯め、バッテリーからの電力で車を走らせます。

アイドリングという観念が極限まで削減されるというわけです。

ガソリンエンジン車の感覚で、電気自動車に乗るという発想になります。

ここが現時点での開発の到着点なのでしょうが、さらにもっと先の、例えばソーラーカーの実用化などの新方式が生まれてくるのが楽しみではあります。

足こぎバッテリー充電方式の車が出てくれば、買いたいと思っています。

おそらく一人乗りしか実用化できないでしょうが、エクササイズにもなるので一石二鳥だと思います。

以上、久しぶりに素人の妄想たくましい記事をお送りいたしました。

こちらからは以上です。

(平成29年9月25日 月曜日)