maiaの日記： 水素エンジンは実効燃費が最悪 16
水素の体積エネルギー密度は70MPaタンクでガソリンの約1/6.5。24時間レースでは50km毎に給水素を行う（CarWatch）。6.5倍すれば325kmだから、そんなもんで合ってる？。燃料電池だったならMIRAIのタンク半分として200kmくらいか。また水素エンジンは馬力がガソリンの半分（ベストカー）。発電機回して電動化した方が遥かにパワフルという。
マツダのRX-8は技術力を発揮して航続距離100kmを実現（！）してた（マツダ）。(^_^)
究極の自動車の答えは、太陽電池搭載車かも。バッテリーの性能やコストが画期的に改善される前提で、それプラス太陽電池である。近距離だけなら充電不要になると言われている（太陽電池の性能やコストが画期的に改善される前提）。いわば、バッテリーがレンジエクステンダーになる。レンジエクステンダーの部分はガソリンエンジンでもいいかもしれないが、そこはガソリン燃料の行く末次第。どうせ合成燃料の話になるが、後はアンモニア燃料と比較か。
追記：日経BP
「変換効率30％以上の太陽光パネルを使用すれば、自動車のような限られた設置面積においても、1kWの発電電力を実現することが可能」「ユーザーの利用パターン次第では、年間の充電回数をゼロにできる」
860Wパネルのプリウスの実験で50kmくらい走行距離が稼げてる。別の実験は1150Wのパネルでやってる。変換効率は31%でやってるが、目標は35〜40％だろう。コストの関係で実用化が近いとは思えないが、こういうものは10年単位の話である。
再追記：充電なしのEV実現も視野に、東芝のタンデム型太陽電池
トップセルに透明化したCu2O太陽電池が決め手。これだけで透過率85%、効率15%のポテンシャルがある。Cuなら安価。ボトムセルが21%なら合わせて36%。
MIRAI」のNo.2高圧水素タンクをそのまま2本、そして長さを短縮して2本の計4本で容量は合計7.34kg。MIRAIのタンク容量は5.6kgだから
タンクはMIRAIの3割増しの容量だった。車体がカローラなのはタンクを積むため。
市販車(かそれに近いコンセプトカー) (スコア:0)
と、レース車両を直接比べるのはちょっと乱暴かなと思う。
速度など走行実態が違いすぎる。
それと、出力だけど、このまま自動運転や運転支援が進むとしたら、大きな出力は必要なくなると思うんだよね。制限速度出れば良いから。車格に応じた出力はいるだろうけど、今の感覚(走る楽しみだとか、胸のすく加速的なもの)で考えてると過剰な出力になる。
まぁ出力が足りなさすぎて燃費が悪くなる事もあるので、適切な出力がどれくらいなのかは、これからの状況次第かな。
Re:市販車(かそれに近いコンセプトカー) (スコア:3)
レースで燃費が悪いのはまあ当然の部類だから、RX-8の100kmの例を出した。これでも35MPaを70MPaにすれば200kmにはなるね。それでようやく、そこらへんの一般向けBEVに匹敵する。それにしても水素タンクはでかいから、トランクがほば潰れてるみたい。タンクの大きさは水素自動車の最大の欠点だろう（大型車ならまだしも）。
水素エンジンは振動や音で内燃機関の味、ドライブフィーリングを大事にするのが主眼（とトヨタは言っている）。自動運転ならEVでいい。もっとも、音やアクセルフィーリングはEVでも作り出せるか。スピーカー使ってね。
Re: (スコア:0)
今回は間に合うまいが、レース用なら液体水素燃料もありだろ。
旅客機のように四六時中、運転手交代で動き続ける長距離トラックでも、液体水素燃料はあり。
望み薄 (スコア:0)
そりゃ太陽光だけで無限に走行できればいいが
大体現在の太陽電池の理論効率が29%で太陽光の面積エネルギー密度が1kW/m^2
1日の発電量が3.5kWh/m^2と言われている
自動車の天面投影面積は5〜10m^2だから瞬間最大出力で1.5〜3kW程度
理想的な条件で駐車しっぱなしにして1日で5〜10kWhかつ変換ロスによる廃熱が10〜20kWh
一方で急速充電設備なら最大300kW程度で20分あれば100kWhを充電でき
あり得ない話で仮に太陽光の変換効率が100%になっても瞬間で1/30かつ容量比1/10にしかならない
なお太陽電池の変換効率は昭和の頃からロクに改善しておらず漸進的な進歩への期待は無く
原理的に現在のシリコン太陽電池と全く異なる方式が出て来れば進むだろうと言われ続けている状態
まとめると太陽電池は変換効率30％の壁が立ちはだかる上に
そもそも自動車に貼れる面積では地球に届いている太陽光の密度が低すぎて理論的にお話にならない
定性的には期待が持てそうに感じがちだが定量的には絶望的なのが太陽光
Re:望み薄 (スコア:2)
太陽電池でどこまでも走るって話じゃないよ。補充電が50km程度の話。近距離だけの使用パターンなら殆どプラグイン充電しなくて済むな、という話。
Re: (スコア:0)
車体に貼るより、カーポートに付けるのがいいかも。
んで、超小型モビリティクラスで、一日数十キロまで、週数回使用のイメージで。
電動アシスト自転車の可用性を考えると、小さいエネルギーでやれる事から考えるのも悪くないと思うんだよね。
今はテスラみたいに、高級、大出力、長距離のあたりからアプローチしてるけど。
まぁ、電チャも数十年かけてここまで来てる訳だけど。
Re: (スコア:0)
結局電動アシスト自転車がそのまま電動バイクや電気自動車に発展することは無く
ニーズ志向の「最初は小さく徐々に」ではなく技術に商売が従うシーズ志向になる
田舎向けの太陽光オフグリッドと大型電気自動車なら製品化済みなのに
都会向けの車体に太陽電池を貼った夢のクルマは実現可能性が無い訳だ
Re: (スコア:0)
20%台なのは単接合の場合。
日記で書かれてる後半の35-40%というのは多接合の場合ですね。
普通の単結晶Siの100倍ぐらい高価ですが、コスト度外視の宇宙向けだと40%近いものが使われてます。
最近はコスト安い多接合も研究されてるので、そのうち30%台も身近になりそうです。
>変換ロスによる廃熱が10〜20kWh
>太陽電池の変換効率は昭和の頃からロクに改善しておらず
この辺は全くでたらめですね。
変換ロスはパワー半導体の進歩で改善して5%以下です。
太陽光の変換効率も平成の後半以降、新しい原理や材料がどんどん出てきてます。
Re: (スコア:0)
実際車も免許も持ってないんだろうけど仮に晴天だとして街中走っててどれだけ日陰があるのか知らないだろうし、ましてや太陽に対して理想的な角度で設置もできない。
どこまでも晴天の脳内お花畑を一直線に走行しててもらいたいですね。
バッテリーの性能やコストが画期的に改善される前提 (スコア:0)
画期的に改善されれば何でも究極の答えになりますよ…
「あんな事良いな♪できたら良いな♪」って歌うだけならドラえもんでも見てればいんです。
タイムマシンとどこでもドアどっちがほしいか？とか適当に言ってればいい。
出力が低い理由 (スコア:0)
水素は着火性が良いためプレイグニッションが簡単に発生するので、かなりリーンで運転しなければなりません。
その為同一空気量なら出力は大きく下がります。
マツダのロータリーエンジンは点火時の燃焼室壁面温度が低いのでプレイグニッションがレシプロに比べて起きにくく、その分燃料を濃くできるので出力上は有利です。
ポートでガソリン、直噴で水素を同時に噴射して水素の燃焼速度の速さを利用した燃焼改善を豊田の中央研究所でお試しでやっていたので当面はそっちにすればいいのにという気がしますが、インパクトが無いですね。
Re: (スコア:0)
> 同一空気量なら出力は大きく下がります。
ターボとかで補えたりするんだろうか。
いや、ただの思いつきだけど。
Re: (スコア:0)
いや、空気に対して添加できる燃料が少ないって話なのに空気増やしてどうすんねん。
Re: (スコア:0)
その空気がターボで増えるから、より多くの燃料が噴けるんじゃないのかなって。
ガソリンエンジンも同じ容積のシリンダー内に、ターボでより多くの空気を放り込むから燃料を増やせて出力が上がるんじゃ？
空燃比は(そんなに)変わらないよね。
シリンダー容積に対してリニアに出力が上がるかは分からないけど、ターボで見かけ上の容積が増えれば出力も上がるかもと思ったわけ。
Re: (スコア:0)
いいえ、出力は吸入空気量を増やせば回復します。
問題はレギュレーション上それが許されるかどうかと、許されたとしてエンジンが増加した空気量に対応できるかどうかです。
なお、ほぼ全開でポンプロスが殆ど無いサーキットレースでもストイキオよりリーンにした方が燃焼ガス温度が下がって冷却損失が減って熱効率が上がって燃費自体は良くなります。
今回の走行距離が少ないのはタンクに充填されている燃料のエネルギー密度と燃料タンク容量の問題です。
Re: (スコア:0)
直噴だったら三菱にワンチャンある?