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【埋め草ーMuseの場合 2017年7月15日号】《Ni-Zn蓄電池が本命の PHV電気自動車 Part XX9》

2017-07-14 22:45:15 | 日記
【埋め草ーMuseの場合 2017年7月15日号】《Ni-Zn蓄電池が本命の
PHV電気自動車 Part XX9》

 高容量亜鉛空気電池とコンビを組むNi-Cd電池

Posting in July 14, 2017
 ZEV ;Zero-Emission Vehicle
 PHV ;Plug-in Hybrid Vehicle
 EV ; Electric Vehicle、電気自動車
 PEV ; Plug-in Electric Vehicle

【7月3日号でのタイプミス情報】
   (誤)夢物部 ー> (正)夢物語
   どうも スミマセン

《本題》
 前回、日本製の小型乗用車に搭載される亜鉛ー空気蓄電池と
ニッケルーカドミウム蓄電池=ニカドによる電池ハイブリッドを
特長とした電気自動車を提案しましたが、このニカド蓄電池を
推奨する論理的説明が不足していました。
 日本では、ニカド電池といえば、電動工具やひげそり器具に採用
されてお馴染みです。
しかし、米国では、航空機や宇宙からの衛星放送向け電源として
その高い信頼性が評価されてます。そして、その供給メーカーの
No.1は、米GE社=General Electric Companyでしょう。事実、米NASA
からオーダーされる宇宙用バッテリは同社の独占と聞きます。

 ところで、米Boeing社のジャンボ機(777型機)に搭載された、
ニッケル・カドミウム・バッテリーのスペックが『航空技術』(2013年
6月号)[*1]に掲載されてます。

 リチウム・イオン・バッテリー(787型機)と比較する形で紹介されて
ましたので、以下に引用します。

///
      Lithium-ion     Ni-Cd
電圧    32V(8セルで)   24V(20セルで)
最大重量  28.6kg       48.5kg
電流出力  150A       16A
///(同誌 p.16-19参照)

このスペックで注目すべきは、Lithium-ionの電流出力=150Aに対して
Ni-Cdのそれは16A(=16アンペア)に過ぎないことです。しかも、同等
の機能を期待されてジャンボ機に搭載される理由は、Ni-Cd電池は、
短時間の6分以内であれば、16A X 10 =160Aという大電流で放電
可能と言われます。それほど、Ni-Cd電池の内部抵抗を小さくできる
ため、大電流放電でも発熱が少ないので実用化された、とのこと。

したがって、電気自動車の電動モーターにNi-Cd電池が、短時間、
大電流を流すと大きなトルクが発生するので、大きな加速度が
得られ、高速走行や坂道を登坂するのも容易になります。

さらに、電気自動車がブレーキをかけると、電動モーターは
発電機となって、電力を発生するので、大電流充電が容易な
Ni-Cd電池で走行エネルギーの一部を回収できるでしょう。
この機能により、特に、市街地走行では頻繁な交通信号による
スタート・ストップの繰り返しに比例して、回収エネルギー
は無視できないレベルに達するでしょう。

 現在、米GE社のNi-Cd蓄電池は、1時間定格容量の85%以上
をわずか15分で充電完了となる製品も揃えている、と聞きます。
しかも、その寿命は、1000回以上の充・放電を保証、となれば、
電気自動車に最適のパワー密度を発揮する蓄電池と言える
のではないでしょうか。

その上、亜鉛空気電池とコンビを組むNi-Cd電池は、電気自動車
が停止している時間帯に亜鉛空気電池を電源にして充電できる
ので、充電末期に発生する酸素ガスを電池外部のタンクに蓄積
すれば、カドミウム極で酸素ガスを処理する化学工程を省略でき
るから、相手のニッケル極の活物質を増量して、Ni-Cd電池の容量
アップも期待できます。
もちろん、タンクに備蓄の高圧酸素は、亜鉛空気電池に空気の
代わりとして供給され、同電池の発電容量が30%も増加すること
に貢献して、エネルギーの有効利用も図れるでしょう。

《参照文献》

 [*1] 『航空技術』 (2013年6月号)
    「ANA、バッテリー改修した787型機の試験非行および
     改修作業を公開 編集部」 p.16-19参照
     ANA=全日本空輸(株)

    発行 日本航空技術協会
   
 
kt5muse in July 14, 2017
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