電気自動車は速く走る車を作ることは簡単だよ。新幹線やフランスのTGVが早いのを見れば分かると思うけど、電気モータを使って200kmや300kmは軽く出せる。前にもこのブログで書いているけど、最初に時速100kmを超えたのは電気自動車なんだから。
早速、電気自動車の最高速度を計算して見よう。計算はすごく簡単で、自動車工学の最初に出ている性能計算を元にして計算して見ればいいんだ。式は1つしかないから電卓でできるよ。
教科書によれば、自動車の走行抵抗は
μmg+1/2ρCdAv 2となる。
これがモーターの最大の駆動力とつりあった所が最高速度になる。モーターは一般的には回転数によらず一定出力なので、エンジンに比べて、計算はすごく簡単にできてしまう。(参考文献：自動車工学ハンドブック）
それでももっと簡単にするために、計算プログラムを作って見た。下のボックスに、車の重量、空気抵抗、モーター出力などを入れたあと、最高速度計算のボタンを押せば、最高速度が求まるよ。デフォルトで、テスラモーターのホームページから入手したデータを入れてある。車両重量、前面投影面積、モータ出力はホームページから読み取って、空気抵抗係数や転がり抵抗は、大体の数字を予測して入れてみた。
このスペックで200km/hは軽く出ることになる。実際には駆動系のロスとか、計算に入っていない部分があるので、数％下げたところが確からしい速度だと思う。
自分で計算して見て、色々な車を考えて見ると面白いと思うよ。
<script Language="JavaScript"> function calc(){ m=document.myFORM.m.value; u=document.myFORM.u.value; c=document.myFORM.c.value; a=document.myFORM.a.value; w=document.myFORM.w.value*1000; p=2*u*m*9.8/(1.225*c*a); q=-2*w/(1.225*c*a); x=(q/2)*(q/2); y=(p/3)*(p/3)*(p/3); xx=(-q/2)+Math.sqrt((x+y)); yy=(-q/2)-Math.sqrt((x+y)); Topspeed=Math.pow(xx,(1/3))-Math.pow(-yy,(1/3)); document.myFORM.ans.value=Math.round(Topspeed*3.6); } </script> <body> <fieldset> <legend>最高速度計算</legend> <form name ="myFORM">車両重量 <input type="text" name="m" size="6" value="1290"> (kg)
転がり抵抗係数 <input type="text" name="u" size="6" value="0.02">
空気抵抗係数 <input type="text" name="c" size="6" value="0.40"> Cd
前面投影面積 <input type="text" name="a" size="6" value="2.10"> (m2)
モータ出力 <input type="text" name="w" size="6" value="120"> (kw)
最高速度 <input type="text" name="ans" size="6"> (km)
<input type="button" onClick="calc()" value="計算開始"> </form> </fieldset> </body>
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