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| ＴＥＡＭ ２×４ | ２×４？ | レース | 成績 | ＶＲＭＬ | 募集 | つくる | リンク | 掲示板 | 計算機 | 検索機 |
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TEAM ２×４ が少しでも走行距離をのばすためにはどうすればいいのか悩む毎日です！！
今年もまた夢みたいなことを考えてみました．．．
ＷＥＭは，決められたバッテリーで２時間内に走った距離を競います。
そのバッテリーは４個支給され，仕様は４個とも同じです。
電圧が１２Ｖで１個の容量は３Ａｈ／１０時間です。
バッテリーの接続方法は自由ですので，２個直列にしたものを２組並列にして２４Ｖにしたり，
４個全部を直列にして４８Ｖにしたりするのが一般的みたいです。
モータの駆動電圧が合えば，４個を全部並列にして１２Ｖでもかまわないと思います。
このバッテリー４個で，上位チームは２時間に約７０ｋｍ弱を走っています。
いまのところ７０ｋｍを誰が破るか注目されています。
それで，下記のような計算をしてみました。
計算や考え方が間違っていたらごめんなさい！！（だれか教えてー）
目次
１．時間内で７０ｋｍ走るのに必要な速度は？
２．使えるバッテリー容量は？
３．使える電流は？
４．モータに許される消費電力は？
５．モータの出力は？
６．その出力で必要な速度を出すためには？
７．そんな車体は可能なのだろうか？
１．時間内で７０ｋｍ走るのに必要な速度は？
７０ｋｍ÷２時間＝平均３５ｋｍ／ｈ 上位チームは，この電池でこのスピードを保ちながらが走っていたなんて信じられない（今ごろ気づいている！！）
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古河電池様よりいただいたバッテリーの特性グラフを，はじめて！！じっくりみると，放電時間から使用できる容量がわかるではありませんか！！ レースは２時間なのでその時間いっぱいで放電したほうが絶対有利なので，１０時間率３Ａｈの約８０％が使用できそうです。 ということは， ３Ａｈ×８０％＝２．４Ａｈ しか使用できないということになります。きびしい！！ |
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ただし，別の特性グラフよりバッテリーを暖めて充電すると１１０％ぐらいの容量となるみたいなのでした。上位チームはほとんどやってるみたい。それで１０時間率では， ３Ａｈ×約１１０％≒３．３Ａｈ に増加できそうです。 これは，やらないと損ですね。でもバッテリーちゃんは大丈夫なのでしょうか？ゆでだこになってしまう！！ これを，２時間で放電すると容量が約８０％に低下するとすれば， ３．３Ａｈ×約８０％≒２．６４Ａｈ となると思われます。なんか０．２Ａｈぐらいしか増えないみたい。でも貴重なのだ。 （ただし，容量１１０％からの２時間放電カーブは不明のため予想です。） |
３．使える電流は？
前記のバッテリー容量で１時間あたりに使用できる電流は，
約２．６４Ａｈ／２時間≒１．３２Ａ となります。
４．そのときのモータに許される消費電力は？
電圧を４８Ｖとしたら４個直列なので１個の電流そのままですので，
約１．３２Ａ×４８Ｖ≒６３．４Ｗ となります。
電圧を２４Ｖとしても２組並列で２個分の電流なので，
約１．３２Ａ×２個×２４Ｖ≒６３．４Ｗ と同じです。
（ただし，どういうわけか２４Ｖのほうが走るときもあるらしい？）
５．そのときのモータの出力は？
モータや機械的伝達には損失があるので，
上記消費電力のうち，効率が良いものでも８０％ぐらいしか出力できないと思われます。
しかも，モーターの効率の良い回転数にギヤ比を合わせないと，とんでもなく効率が低下します。
約６３．４Ｗ×約８０％≒５０．７Ｗ 良くてこの程度の出力だと思われます。
この，約５０Ｗの出力で平均速度３５ｋｍ／ｈが出せれば２時間で７０ｋｍいけると考えられます。
６．その出力で必要な速度を出すためには？
それには走行抵抗による損失を，モーター出力の約５０Ｗ以下にする必要があります。
これは積算すると２時間で約１００Ｗｈ以下が必要です。
（１）とりあえず最初に，ころがり抵抗による損失を計算してみます。（実際の車体で測定するのがベストだと思いますが．．．）
ころがり抵抗は重量と関係します。
運転手の体重はレギュレーションで決まっていますので，
７０ｋｇとし，（体重の軽い人はおもりをのせることになっている。）
問題は車体の重量です。
とりあえず上位チームを参考に，
２５ｋｇ程度としバッテリーを含めると，（１個あたり１．４４ｋｇだそうですが，実際にはもう少し軽かったような．．．）
合計約１００ｋｇ が必要と思われます。
その条件で平地（コースはほとんど平ら）でのころがり抵抗を，２×４計算機で求めてみました。
（４）また，折り返し地点で普通のブレーキで熱に変えてしまうと，せっかくのエネルギーがムダになります。
あまり減速しすぎると，その後の加速にエネルギーが余計かかります。（これまた運転手のテクニックも関係しそうです。）
ここで，大容量のキャパシタなどに瞬時にエネルギーを蓄えて回生制動できるとかっこいいなー！！
７．そんな車体は可能なのだろうか？
すべての損失を合計すると，大幅に赤字のエネルギーとなる予定です！！
７０ｋｍなんて無理だよなーどうしよう！！ご意見ご感想をお待ちしております。