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60万アクセスまでの経過

2009年12月に始めた本blog。2011年7月ごろに10万アクセスを達成し、2011年12月13日には15万アクセスを達成。
その後、私も更新しておらず、アクセスは少し減りましたが、3月1日には18万アクセス。2012/4/18に20万アクセス、2012/8/21に25万アクセス、2013/1/18に30万アクセス、2013/12/17に40万アクセスを達成しました。しばらく見ていなかったら、2015/5/1に50万2584アクセスになっていました。またまた、しばらく更新しないうちに、2017/6/11に60万7197アクセスになっていました。久しぶりに更新します。

2011年5月25日水曜日

トヨタプリウスにはなぜか12Vの鉛蓄電池が積まれている- いやこれは必然だった

プリウスのNi-MH(ニッケル水素)電池は、201.6Vである。7.2Vのセルを28個直列にしている。容量は1.7kWhである。

駆動発電の制御用インバータには、201.6Vを12Vに落とすDC-DCコンバータが積まれている。なのに、なぜだか、12Vの鉛蓄電池がトランクの横に積まれている。かなり小型ではある。  

いや、これは必然だったように思う。室内灯やドアランプ、ホーン(クラクション)、ハザードランプ、ドアロック回路、イモビライザー、盗難防止装置など、イグニッションを切っていても、給電しないとならない12Vの電装系は多い。さらに、エンジンが走行中にも止まるので、従来、エンジンの回転を利用していたエアコン(コンプレッサー)や、エンジンのキャブレターの負圧を利用したブレーキアシスト、オイル利用のパワステもエンジンが止まっていても動作しないとならない。プリウスでは、パワステは電動である。

また供給電流も変動する。そのために、常にDC-DCコンバータを動かしておくと、電力ロスがバカにならないのだろう。車にはブレーキランプやウインカー、パワーウインドウ、ワイパー、ハイビーム・パッシング等、変動する負荷は大きい。なので、鉛蓄電池で吸収したほうが良いともいえる。セルモータが無いので、寿命も延びるということかもしれない。

   を見ても、鉛蓄電池は、浅い充放電なら寿命は長そうである。これはNi-MHと同じである。

負荷変動耐性が大きく、待機電力が小さく、信頼性の高いDC-DCコンバータができれば、鉛蓄電池はなくなり、10年保証の駆動系Ni-MH電池だけになる。ますます、メンテフリー化が進む。これは望ましいことである。

さらに) ユーザマニュアルには、「12Vバッテリが上がった場合には、ジャンパーケーブルをつないで、ハイブリッドシステムを起動できる」とある。Ni-MH電池がどういう状態かは触れられていないが、201.6VのNi-MH系が上がってしまうと、電動機系が回らないのでエンジンがかからない。12V系からNi-MHを充電できるように、DC-DCコンバータは双方向になっているかもしれない。だとすると12V系は非常用としても必然性が高くなる。ディーラで聞いたところ、そのようにはなっていない。Ni-MHがあがると、ディーラーでも再充電できず、カリフォルニアに1つしかない工場に持ち込んで充電するしか、再起動の手段はないらしい。
 
ジャンプスタート時には、車軸に直結したモータを回すと車が動いてしまうので、静止時にエンジンを起動するときと同様に、車軸(リングギヤ)は固定して、発電機をセルモータ代わりにつかってエンジンを起動する。そして、車軸を固定したまま、エンジンのパワーを発電機に戻して、Ni-MHを急速充電する。なかなか面白い仕組みである。車軸とモータ、発電機の関係は、拙稿 2011/5/25「トヨタのプリウスは本当に凄い車です 」に記載あり。

負荷変動の吸収)  負荷変動といっても、プリウスでは、12V系ではセルモータは回さない。ヘッドライトは夜の間定常的に流れる。変動は大きくないが負荷としては大無視できない。
実はトヨタは北米では、プリウスのディスチャージランプ(HID: High Intensity Discharged: 高輝度放電灯)が走行中消えるということで訴えられ、多額の和解金を払っている。

http://www.autoblog.com/2011/01/21/toyota-settles-prius-headlight-lawsuit-could-pay-tens-of-milli/

このせいか、最新型の3代目プリウスのヘッドランプは、12V 55W(H11 球)、ハイビームは60Wのハロゲンに戻っている。これは日本でも米国でも同じで、LEDは上位グレードのオプションになっている。ハイビームの時には、55W x 2 + 60W x 2 = 230W (19A)の電力を消費するので、バッテリーを上がらせないためには、DC-DCコンバータにはそれなりの能力が要求される。

非常用発電機としての活用)
詳細は別掲するが、通常のオール電化家庭の電気使用量を想定しても、45Lのフルタンクで3.3日間発電できる計算になる。もっとも、普通は電気をそんなに使わないので、1週間は持つであろう。

現行の30型プリウスには100V端子は無いが、12Vのシガライターソケットが2個ついている。それぞれ、120Wまで引き出せる。したがって無理をすれば、1個のシガライターから200W近く引き出せるであろう。これに家庭用インバータをつければ非常電源になる。アメリカではこういう簡易インバータがWalgreenで$22で売っている。波形は多分サイン波ではないだろうが。。

プリウスでイグニッションをいれてオーディオを聞いていると、エンジンはほとんど回らない。しかし、Ni-MHバッテリの表示はだんだん減っていく。オーディオはさすがに12V系だと思うので、インバータ組み込みのDC-DCコンバータがNi-MHから12Vに変換してくれていると思う。そもそも、ハロゲン 55W x 2 + 60W x 2 = 230Wを駆動しないとならない。これに先のシガライター 240Wを足すと、DC-DCコンバータは500W程度の能力は十分あると思われる。非常用電源としては、十分ではなかろうか。

HIDのすすめ)
HIDなら明るくて視認性もよく低電流で、長寿命である。以下によると、ハロゲンに比べ、2倍明るく、消費電力が半分で、寿命が10倍とある。

HIDの特徴) http://support-carlife.com/hid-how.html

そもそも2万Vに昇圧するから、201.6VのNi-MHとは相性が良さそうであり、もったいない話である。電力を食うヘッドライト系だけでも、Ni-MH系にしたら12V系は小容量ですむはずだが、先に述べたように、非常時の起動用の役割が鉛蓄電池にあるのだとすると、鉛蓄電池はあまり小さくはできないだろう。
ただし、HIDの電源系を構成する市販のバラストは12V用であり、これを201.6V用に再設計する必要はある。
注) HIDの点灯系は、バーナ(発光部)、インバータ:AC変換、イグナイタ: 高圧生成部、バラスト:定電流回路から構成される。バーナー以外は、バラストと一体構造のものも多く、まとめてバラストと呼ぶことも多いようである。
このバラストが浸水して故障したという記事がgoogleでたくさん検索される。
そもそも米国で売られている換装用のHIDキットは、とても不良が多いようである。先代プリウスの不良なんてかわいいものだろう。

蛇足だが、
http://syaoron.dip.jp/kinomuku/car/hid.html には、HIDの点灯時間を短くするハイワッテージ改造が掲載されている。
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