〜 分圧回路について 09 5/17〜

  SolarCarはじめ、電気駆動車を利用するに当たって最も重要な要素は。「バッテリ切れを正確に予知できる事」です。なんせ電気は目に見えませんし、バッテリーの中の化学反応なんて見てても区別付きません。何ならデジタルで表示してくれたらいいのにって思いますが、それには電流電圧の把握が必要。

まずは分圧から。

分圧はまずは元々の回路把握から、

高田情報からMOT側内部は１MΩで、電圧変動は8直なんで１４０（１７．５×８）〜８８V。

元のコントローラに付属の分圧抵抗は消費電力

W＝V~2/R=0.03[W]

 まぁ、妥当な線ですね。これを目安に内部抵抗を決めていきましょう。

今回用いる測定器はmidi LOGGER GL200A

ですから、3倍程度かそれ以上に分圧すればOKという事になります。

次に、分圧に使う抵抗についてですが、これも慎重に選んでください。

と言いますのは、抵抗値が低いと、そこで損失する電力が上で計算した通り大きくなります。抵抗の多くは1／2Wや1／4Wですので、使う電源電圧によっては余りに抵抗が低すぎると不具合を起こす（最悪燃える）なんて事になりかねないので注意しましょう。

ただし、後付で分圧抵抗を変える場合は内部のインピーダンスのバランスが崩れますので、出来れば元々付いている抵抗2つを割り出し（＋→−に掛けて付いてるので判りやすいはず）、それを流用して使うのが最も簡単です。

これを応用して、元々のコントローラに付いている抵抗を、分圧比同じで抵抗値を上げてやるとスズメの涙ほどの低減も出来ますね。

 〜 モーターについて  2009 5/1〜

  SolarCarはじめ、電気駆動車に最も重要な

要素であるモーターは、それに携わるものにとって不可避の技術です。それについて少し解説します。

和歌山大学にて２００９年に用いてるモーターは「ユニークモビリティ」製のモーター。これはGMの電気自動車コンセプトカーなどのモーターを供給しているサプライヤーのもので、信頼性と安定性が抜群です。

しかしながら、作られた年代が古いですから、電気素子などでは時代遅れなところもあり、それを改善する事で効率をUPさせる事も出来ます。下記において、取り替えるだけで効率UPできるだろう項目を、簡単な説明を添えて紹介します。

 〜IPM、IGBT〜

モーターは直流電源（BATT）から交流電流に変換し、それを各相へ送り、小学校で習うモーターの原理を複数個所で行う事で回っています。その電気の流れやら起伏を生み出すのがIGBTやIPMなんて呼ばれる半導体素子で、これに信号を送る事でU,V,Wの各相へ電力を供給しています。ちなみに、左の写真の太いのが、2本ずつUVWとなっています。

昔はサイリスタやパワートランジスタ、MOS　FETなどが使われており、きっとユニークのモーターもこれを使っているものだと思います。ですから、昔の効率の悪い素子を最新のIGBTなどに置き換える事が出来ればモーターコントローラなどの効率アップが出来ます。

参考；Team2×4

 〜巻き線〜

直流ブラシレスモーターはステータと呼ばれる電磁鋼板に磁石が埋め込まれ、それに近接してコイルを配置する事で回転していますが、多くの場合多極化することでコギングトルクなどの発生を抑制し、効率を上げるなどの努力がなされています。

それに伴って、巻き線も集中巻き線の上、結線においてもその目的に合わせた手法を取り入れています。

参考；ＤＤモーター製作記

しかしながら、いずれも時代の進歩と実験の数が増えるに連れて、より良い方策が見つかってきています。これは特許図書館で「集中巻き線」とかで検索してもらったほうが良いので、見てみてください。

あまり他では話題になっていませんが、中性点の浮きや、渡り線の固定方法などにより雨などへの耐性が変わってきます。

 〜駆動方法　−　120°通電〜

直流ブラシレスモーターは、直流モーターのように外部負荷にて消費させて電圧を変えて回転数を制御するのではなく、印加電圧波形を変更して制御するものの事です。印加電圧波形を矩形波とし、その間隔（デューティー比）を変えることで回転数を制御するのが従来の手法です。ユニークやミツバのモーターなども、この１２０°通電と呼ばれる制御を行って居ます。

しかしながら、これですとオーバーシュートすることは目に見えていまして（PWMとは、1／∞secでMaxにしろ！０にしろ！の繰り返し）、その分（リプル）がムダになり、効率UPを阻害します。

まぁ、悪い事ばかりでなくて、（電気角で）６０°ずつの位置推定がとっても簡単格安にて行えます。

 〜駆動方法　−　１８０°通電〜

他には１８０°通電と言うものがありまして、こちらは正弦波状に印加する事で回転を制御します。これだとリプルは発生せず、とっても効率良くなります。更には、誘起電圧＝検出できる区間となり、全区間で位置検出が可能となります。本来なら、こちらでモーターは駆動されるべきですよね。

イイ事ずくめのようですが、脱調（脱腸ではない）を起こす可能性がありますので、それに対する保障を行うのが腕が無いと無理で、電機メーカーが自動車駆動用のモーターを作れない原因でもありますね。

あとは、センサレスに出来ないと、べらぼうな値段のセンサを取り付ける必要があります。

参照；TOYOTA　プリウスモーター

Honda　ハイブリッドコンプレッサ　モーター

 〜平滑コンデンサ〜

直流ブラシレスモーターは、印加電圧波形を変えることで回転数を制御すると説明しましたが、電源電圧以上の電圧を印加したり、ワケ判らん制御がされていますよね。そこで、その無茶を可能にしているのが平滑コンデンサと呼ばれるものです。ここに電圧Maxではないときの余った分を貯めておいて、放出しているというイメージでしょうか。要は、最大1波形分の電力を貯めています。ですので、必要とされるコンデンサ容量の計算式はこんな感じになるようです。（「直流印加で交流出力」に変えてください。）

つまるところ、この容量を同じ、もしくは適正化した上で、電気2重層キャパシタなんて言う素敵な低抵抗のものに付け替えるだけで効率UPになったりするんですよ。容量UPにて、トルクリプルを減らす事も可能ですね。（しかしながら、周りのYコン、Xコンの容量に変化が必要と考えられますので注意。ノイズの問題なです。）