電気+自動車③ 構成要素についてメモ

ほかの技術知識

電気自動車の構成要素

電気自動車の構成要素とその機能について、ノートから抜粋


電気自動車の機能は、おもに「走行系」、「電源系」および「その他」の3つのグループに大雑把に分類できる。

このうち「走行系」はさらに、「駆動系(駆動モータ)」と「制動系(電磁油圧アクチュエータ)」および「操舵系(電動パワーステアリング)」の小区分に、「その他」は「冷暖房系(電動コンプレッサ,ブロア,ヒータ)」と「電装系(照明,デフォッガ,各種モータ)」および「冷却系(電動ポンプ)」に小区分にそれぞれ分けることができる。また、「電源系」はバッテリ+バッテリマネジメントシステムと「充電系」を中心に構成される。

また、電気自動車全体のエネルギーの流れ(充電・放電)の関係性に注目すると、バッテリは「走行系」と「その他」に対して放電し、「充電系」と「制動系」の回生から充電される。

バッテリについて

  • メイン電源:200~400V程度の二次電池
  • 安全性とバッテリの重量を考慮して、車室のフロア下などに配置
  • 降圧DC/DCコンバータで、高電圧を14Vまたは42Vに変換

※エンジン乗用車では、オルタネータで発電した14Vを鉛蓄電池に充電し、電装系のヘッドライトなどにパワーを提供している。

駆動系

電気自動車のモータの要件には、①小型軽量、②高効率、③高速応答、④低回転時の効率が高いこと、などがある。また、ギヤなどがないので、 モータの個数や搭載位置に選択肢が多い 。たとえば、 インホイールモータには、インナーロータ型・アウターロータ型・パンケーキ型がある 。

低回転時の効率を高くするために、永久磁石同期モータを使うことが多い。

制御系

自動車では、駆動力よりも制動力が数倍大きく設計されるため、仮に内燃機関が逆転できたとしても、摩擦ブレーキの助けが無ければ最大減速度を実現できない。

エンジン車の場合

摩擦ブレーキとエンジンブレーキで構成される。エンジン車でブレーキをかけると、運動エネルギーはすべて熱損失になる。

電気自動車の場合

摩擦ブレーキとモータ回生制動で構成され、ブレーキをかけると、協調ブレーキによりエネルギーの一部を回生できる。

  • 通常の運転時や緩やかなブレーキ:車両運動エネルギーをバッテリに充電するために、回生制動を出来るだけ使用する。
  • 回生ブレーキが十分効かない高速走行や急ブレーキ:摩擦ブレーキを主とする。
  • 停止時:摩擦ブレーキ