2021年5月31日 月曜日

ミニi-ELOOP搭載計画

Twitterで少しばかしつぶやいた、EDLCを使ったエネルギー回生装置の話です。

昨今、純ガソリン車(ICE)からHEVやEVへのシフトが騒がれています。
EVへのシフトはもっとゆっくりと進むものかと思っていましたが、
世界的な風潮に乗ってか、政府が2050年にはカーボンニュートラルを目指す、と言い出した事もあり、
今後、急速に電動化が進んでいくものだと思います。

最終的には、EV・・・が主流になって行くのでしょうが、
現在のバッテリーのエネルギー密度、国の電源構成、を考えると、
エネルギー効率では、HEVが有利でしょう。
したがって、しばらくは、減速エネルギーをうまく回生し、活用する方法(HEV化)が進むと思います。

BMアクセラでは、減速エネルギー回生機構として、充電制御とi-ELOOPが搭載されていますが、
それは、22XDと2Lガソリングレードのみの話です。
それ以外は、充電制御のみ搭載されています。
ここあたりは、費用対効果で、i-ELOOPのメリットを搭載するまででも無いと判断されたのでしょう。
まあ、燃費測定のJC08モードも、電装品の消費電力は考慮されていませんから、i-ELOOPを搭載したところで、
カタログ値は大して変わらず、購入者から見れば、割高にしか見えないでしょうから、メリットが薄いのも頷けます。

とはいえ実際の走行では、電気はただではなく、ガソリンを使って発電されていますので、
減速エネルギーをうまく回生して、電装品に回してあげれば、必ず燃費は良くなります。


しかしながら、我が家のBMアクセラの15S PROACTIVですので、i-ELOOPは搭載されていません。
オプションでもありません。
搭載しようにも、
EDLCの搭載、DC-DCコンバータの搭載、オルターネータの交換、配線類の追加・変更、ECUの書き換えやらなんやら、
で相当高額な改造費になりそうです。


ですが!
EDLCとDC/DCコンバータがあれば、安価にミニi-ELOOPは出来るはず!
と思ったので、作ってみることにしました。

仕組みとしては、
充電制御の機能により、減速時にバッテリー電圧が(14.0V程度に)上昇するのを検知して、
入力用DC/DCコンバータを経由して、EDLCに充電。
電圧が14.0Vを下回ったら、EDLCから出力用DC/DCコンバータを経由して車両に戻す、というものです。

主な材料は、
・EDLC(電気二重層コンデンサ) 83F16V
・DC/DCコンバータ 2台(入力用、出力用)
・リレー
・電圧制御リレー
といったところです。




EDLCセルです。アルミケースに入っていますが、放熱を考えられてのモノではなさそうです。



内部は、2.7V500Fのコンデンサが直列に格納されています。



Aliexpressで購入したEDLCですが、日本では見たこともない100Aヒューズが入っています。
そもそもEDLCの性能的に、100Aも電流流れないと思いますし、切れたらどうしよう。



出力側のDC/DCコンバータ。
6V-20V入力の20A13.8V出力が出来るものです。
後述しますが、こいつが曲者でした。



入力側のDC/DCコンバータです。
出力電圧を可変出来るので、15.5Vになるまで、EDLCを充電します。




製作中。


まあ、一通りくみ上げては見たのですが、、Twitterでの報告の通り、Rev1の回路は失敗です。

原因は、出力側からの電圧を入力側に昇圧して戻す、という想定外の動作を出力側DC/DCコンバータがしでかした事にあるのですが
おかげで、回路は組みなおしが必要となりました。
なかなか難しいですね。
PIC等が使えればもっとスマートに出来そうなんですが。

という訳で、まだ回路は出来上がっていません。
組みあがってちゃんと動きましたら報告したいと思います。

とはいえ、 動いたら動いたで、車のバッテリー周りに悪影響を及ぼさないのかが課題としてあるのですが。

そもそも、だれか上手い回路とか作ってないでしょうか。
車輪の再発明をしている気がしてなりません。
作ってたら参考にさせてもらいたいところです。

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