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電気自動車の暖房装置(09-01)

№1 09.09.28 投稿者:デシカント(岡山県) 提案技術のキーワード
【夜間電力】【高密度蓄熱体】【通電による蓄熱】【蓄熱体の分散設置】【熱の取り出し技術】【防曇】

電気自動車の走行時排熱は主に周波数変換器あたりから出るのだと思いますが、冬場では熱量的に不十分だと思います。
そこで、補助的熱源になると思いますが、夜間の充電時に夜間電力を熱として蓄える蓄熱体をシート下部などに設置し、ここへの通風にて温熱を車内、あるいは搭乗者、必要箇所周辺へ吹き付ける事を提案します。例えば、ウインドウの曇り防止では、ウィンドウ周辺に蓄熱体を設置し、必要に応じて温風を送れば良いと思います。要は熱を必要とする箇所に蓄熱体を分散設置し、夜間電力からの通電で蓄熱する事。ならびに高密度蓄熱が可能となる蓄熱体の利用がポイントです。
この手法であれば、電気配線のみで蓄熱体にエネルギー供給が可能となり、相当に快適な暖房や車内環境が形成できると思います。

№2 09.11.20 投稿者:SHP(岡山県) 電気自動車の冷房を考えた場合、冷凍サイクルである圧縮式ヒートポンプの搭載は不可欠と思われます。 従って、暖房においてもヒートポンプを使用する事は極めて自然な成り行きです。しかしながら、消費電力を最小限に抑制する技術が求められます。この観点から、自動車のドアや天井などの断熱機能を向上する事が最低限求められ、最近、冷蔵庫で使用されている真空断熱の技術を用いる事も有効となります。
では、肝心の圧縮式ヒートポンプの消費電力を抑制するには、どの様な技術が必要かに付いて紹介します。先ずは駆動力を生むモーターですが、昨今の永久磁石の進歩から、永久磁石を使用する事で小型化(=省エネ)が計られると考えます。また、断熱などの工夫や蓄熱体などの併用で、特に暖房時の立ち上がり負荷をが軽減できるため、モータ容量の削減が可能となります。この様に、幾つかの技術を組み合わせる事で総合効率を高める工夫が必要ではないでしょうか。

№3 09.11.19 投稿者:デシカント(岡山県) 化学物質の融解熱利用による蓄熱体に付いて紹介します。 多くの種類の蓄熱体が提案されていますが、ポイントは安全性と価格です。何と言っても融解熱が大きいのは水~氷の関係ですが、0℃では暖房には全く使えません。 やはり40℃程度に溶融点がある物質が最も使い勝手が良いという事になります。 添付表から見ますと、融点が40℃~45℃程度のパラフィン系物質が適当となります。この辺の物質は近年、石油系の企業が各種開発している様です。

№4 09.12.10 投稿者:SHP(岡山県) 電気自動車に搭載される冷凍装置(エアコン)はガソリン自動車と異なり排熱が無いことから、寒冷期にヒートポンプ運転を行う事となります。ヒートポンプ運転を行う場合、室内の冷媒熱交換器はコンデンサー(凝縮器)となり、室外側はエバポレータ(蒸発器)となります。また、当然ですが圧縮機は電動密閉型となるので設置場所の自由度は格段に向上します(元来、電気自動車にはエンジンルームと呼ぶ場所は不要です)。
従いまして、電気自動車のデザイン自由度は高く、見たことも無い様なデザインが登場すると思われます。4つのタイヤはあるのでしょうが、その設置場所はモータとの関係で決まります。むしろ空調用のエアコン(特に熱交換器)や蓄熱体などをどの様に設置するかが、設計者の腕の見せ所となるのでは。

№5 10.06.09 投稿者:YMT研(神奈川県) 先日、ビックサイトの三菱重工展示ブースで三菱自動車のアイミーブ用の空調機器の 展示がありましたので紹介します。 基本構成は、電気ヒータ加熱による温水製造器(大きめな弁当箱くらい)と密閉型の 電動圧縮機による冷熱製造システムです。 温水が出来れば、あとは従来の自動車用空調システムと同等ですので、開発という意 味ではお手軽な手段です。 将来は、圧縮式ヒートポンプサイクルによる暖房も視野に入れると思いますが、この 方式ではフロントウインドの曇り止めが出来ない(以前のルノーは電熱線埋め込み だったから良いか)可能性もあります。 やはり、蓄電バッテリーのコストを押さえる事が普及に繋がるのですから、都市型の 短距離用として(充電インフラにも注力して)導入を急ぐべきではないでしょうか。 高性能フルスペックを目指す事も大事ですが、安価な中国のスモール100から低性 能・低価格車が大量に世界へ供給され、国際スタンダードになってしまうことが心配 です。性能が倍で値段が5倍では選択の余地無しでは。

№6 10.10.31 投稿者:デシカント(神奈川県) はじめまして。 横浜海洋技術研究所からの投稿です。 電気自動車は大きな排熱源を持ちませんので、除湿と暖房は苦手です。 熱源として電気を使いますと、当然ですが、運転可能距離が減少します。 ところで、冬場のウインドウの曇りの本質は、乗員が出す水蒸気(不感常泄)ですので、これを除湿材などで効率的に除去すれば、ウインドウガラスの曇りは防止できます。不感常泄量は少量ですが、密閉空間では相対的に大きな値となります。横浜海洋技術研究所ではデシカント調湿システム研究を行っております。ご興味あれば技術開示いたしますのでご連絡ください。

№9 10.11.06 投稿者:デシカント(神奈川県) 横浜海洋技術研究所(YMT研)からの投稿です。 国交省の「EVコンバージョン改造の留意点」を見ますと、デフロスタ(窓ガラスの曇り取り装置)の要求機能が明記されています。 要求事項は「前面ガラスに著しい曇りが生じた場合、速やかに直前の視野を確保すること。」です。エンジンの温水が利用できなくなるため、改造後の装置で十分な機能を有することの検討が必要とされています。 市販のアイミーブでは、既存空調システムを基本に、電動コンプレッサー、電気温水器を用いていますが、特に電気温水器は電力消費を加速しますので、省エネ対策事項です。・・・

科学的蓄熱№7 10.11.03 投稿者:デシカント(神奈川県) 横浜海洋技術研究所(YMT研)からの投稿です。 当研究所では吸湿材による顕熱・潜熱分離空調を主に開発しています。 この技術を電気自動車に応用する際に注目される技術について紹介します。 それは、吸湿材が示す発熱作用(吸着熱)です。 吸着熱は一種の潜熱ですが、いわゆる融解熱では無く、水の気化熱に近い値です。従ってその値は融解熱の数倍~10倍となります。例えば、1kgの空気から1gの水蒸気が吸湿材に吸われた場合、この空気は約2.5℃の温度上昇となります。・・・

温風方式№8 10.11.03 投稿者:デシカント(神奈川県) 冬場や梅雨時に電気自動車のウインドウガラスが曇るのは、主に車内の人間が発散する水蒸気が原因です。この水蒸気は車内空気中に拡散し、車内空気の絶対湿度を上昇させますが、ウインドウが曇るのは、空気がウインドウ近くで冷却され、低温化するため(絶対湿度は同じでも)相対湿度が上昇し、過飽和水蒸気となりウインドウ表面で結露するためです。
従って、簡便な手法では、絶対湿度の低い外気を車内へ導き、これを加熱することで相対湿度を低下させてウインドウガラスへ向けて噴出すれば防曇効果を発揮します。・・・

加温方式№10 11.01.24 投稿者: 電気自動車の暖房(岡山県) ●エアコンやヒータの電力消費が、電気自動車の航続距離を意外に短縮している事が書いてありましたので紹介します。
★電気自動車は,エンジンのような「排熱源」がありません。このため暖房時のエネルギが大きく,航続距離はエアコン無しに比較して,半減します。
また冷房時にも多くのエネルギを使います。
★特に、春秋期には、ふつうのガソリン車ではエアコン動力は小さいのですが,電気自動車では,冷却と加熱の両方のエネルギが必要になるので,航続距離の短縮が顕著になります。電気自動車のメーカの担当者に尋ねると,できるだけ,「除湿」はしないでくださいとの回答でした。
★これを知るために、最近の電気自動車の使用説明書を見ますと、エアコンはなるべくオートにして使用して貰いたい。但し、オートでは窓が曇ることがあります。と明記されています。これって、電力の使用が過大となる除湿運転を制限している事ですよね。

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