【映画】『グリーンブック』アカデミー賞作品賞!!傑作の理由 >>

従来型の内燃機関と変速機を使う自動車で、急加速をすると、低いギアで、エンジンを高回転(摩擦抵抗が二次関数で増大)させる為に燃料消費が増大します。だから経済運転を志すならばゆっくりとした加速(エンジンの高回転域を使わない)を心がけると良い、ということになります。

さて、日産のリーフや、日産のノートepowerなど、車両の駆動に内燃機関の動力を使わないので、変速機も備えていない電動車の場合は、所定速度に達すするまでの加速度の大小でエネルギー経済性が変動するのでしょうか?

ノートepowerを使って、急加速で時速100キロに到達するまでの電力消費と、緩加速で時速100キロの速度を獲得する場合の消費電力量の違いがあるのかないのか、あるとすればそれはどのような原因なのか教えて下さい。

質問者からの補足コメント

  • 実際、山手線などの短距離各駅停車型の電車の運転はそうしていますね。
    旧型車の場合は、可変抵抗器を操作してモーターに流れる電流を制御しますが、そのレバーはかならず最大(4ノッチと言います)まで回転させ、その電車の最大加速度を使って表定速度まで達し、その後は電流を切って、次の駅まで惰力走行をしていますね。
    JRはモーター直結電動車の経済運転の方法を発見して、そのように運転するように運転士を教育訓練しているのかもしれませんね。

    No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2018/08/21 11:21
  • うれしい

    >電気機器のロスはおおむね電流の2乗に比例します。

    この知識が欠落していました。
    内燃機関で高回転を使うと機関の内部抵抗が急増するのと同様に、
    電動モーターでも大電流を流せばロスが急増するわけですね。

    今は内燃機関の車に乗っていますが、電動モーター直結駆動のノートepowerに乗り換えたとしても、快適な加速はタダでは手に入らないと理解しました。

    必要なエネルギーの算定から考えるのではなく、機関の効率性から考えるといことで、よく理解できました。

    どうも有難うございました。

    No.13の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2018/08/28 17:56

A 回答 (14件中1~10件)

車の使用エネルギーは大まかに3つに分けられます



〇加速のためのエネルギー
 0km/hから100km/hまでの運動エネルギーの差です。
   E=mv^2(エムブイジジョウ)
 これは急加速だろうがゆっくり加速だろうが変わりません。
〇摩擦などのロス
 変速ロス・軸受けなどの機械ロス、タイヤの転がり摩擦などロス
 これはおおむね速度に比例しますが、速度が倍になれば同じ走行距離なら時間が半分になりますので、燃費は速度に関係しません。
〇風の抵抗によるロス
 これは速度の2乗に比例しますので、速度と燃費は反比例します。

ということで、巡航速度が同じなら、必要とするエネルギーは同じです。


じゃあなぜ、急加速が燃費を悪くするかの回答です。
内燃機の場合は回転数によって燃費が極端に変わります。
加速力を得るために高回転域を多用します。低いギアでエンジンをブンブン回すと燃費の悪い高回転を多用するため効率の悪い回転域が増え、燃費は悪くなります。
電動車の場合は、高出力を得るためにはモーターに大きな電流を流します。電気機器のロスはおおむね電流の2乗に比例します。また大電流を流すと電池の放電効率も悪くなります。

つまり、必要なエネルギーが増えるのではなく、機関の効率が悪くなるということです。
この回答への補足あり
    • good
    • 2
この回答へのお礼

つまり、急加速時には低いギアで燃費の悪い高回転領域を多用する従来型エンジン車と同様に、変速機を介さない電動モーター駆動のノートepowerでも、緩加速をした方が電力消費は節約できるのですか?

山手線の様に全力加速で表定速度に達する運転方法は電力消費が多いという事ですか?

お礼日時:2018/08/28 10:18

>山手線の様に全力加速で表定速度に達する運転方法は電力消費が多いという事ですか?


そうです、電車は所定の加速度で設計されています。車のように加速度に余裕を持たせてないのです。
路線の起伏など走行抵抗が決まってますので、最大能力に合わせた設計がなされてます。

そもそも省エネ運転のために緩やかな加速をしたのでは、輸送能力が減少します。
当然遅ければ遅いほど1輛あたりのエネルギー消費量は少なくなりますが、輸送能力も大幅に減少します。
省エネを考える基本的な考え方として、輸送量あたり(乗客1人あたり)のエネルギー量を基準で考えた場合、必ずしも遅く走ることが省エネではありません。
また、鉄道会社も経営や社会的な責任がありますので、必要輸送量(乗客数)を確保したうえでの省エネです。
エネルギー、鉄道インフラの有効活用、収益、安全、他社との競合など総合的な判断で時間あたりの運行車両数を決めていますので、それに従って加速度、速度を決めることになります。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

有難うございました。

お礼日時:2018/08/28 17:57

>質問は同じ速度(同じ運動エネルギー)を獲得するのに短時間(急加速)と、長時間(緩加速)


>を要するケースで、消費電力が変わるか
まず、摩擦などのロスが一切無いと仮定。具体的な乗り物は、宇宙ロケットで引力も無い場所での加速。
この場合は単純で、最終的にmv^2/2gのエネルギーを与えればといので、加速度には無関係です。
自動車の場合、走行抵抗(速度に無関係な定数)と空気抵抗(速度の2条に比例)が存在するので、
極端な場合(ただし、機械類の効率は線形とする)を考えると、
超高加速 0.000...1秒で完了。 mv^2/2gのエネルギーのみでよい。
超低加速 東京-福岡間1000キロ走ってようやく所定速度。 満タンのガソリンをほとんど使い切る。
よって、質問文を字句通り読んだ場合の回答は
高加速のほうが良い。 となります。

でも、何か忘れてない?
超高加速の場合、一定速度で1000キロ移動して、はじめて条件が同じ。
ですから、当初質問と条件を変え、移動距離をそろえるほうが比較として正しいのだろうけど、質問文では
移動距離をそろえない状態で比較、と解釈されます。

で、移動距離をそろえた場合、次の問題が発生。

超低加速 東京-福岡間1000キロ走ってようやく時速100キロ  とした場合、
超高加速の場合、 時速100キロ(最大速度をそろえる)なのか、時速50キロ(到達時間をそろえる)なのか。
no.11補足では、ココを話題にせず最大速度をそろえている けれど、ここ、大事ですから。
で、空気抵抗は、
超高加速後に50キロ < 超低加速で最終100キロ < 超高加速後に100キロ
であるので、 消費電力もこの順でしょう。

加速がここまで極端でなく、また市街地走行(go-STOPが1000キロでなく1キロ程度)でも傾向は変わらないと考えるべきでしょう。
こういったことが主成分であり、モーター出力特性などが非線形というのは従の成分でしかないと思うが.....
空気抵抗は、機械の非線形を遙かにオーバーした非線形度を示します。

※当然、エンジン車の場合でも、ふんわりアクセルが低燃費がどうか、それが問題。
 最大速度をそろえた場合、ふんわりアクセルが低燃費なのだろうけど、到達時間をそろえた場合、
 本当にふんわりアクセルが低燃費? 一定速度時は高速走行、という代償と、どちらが大きい?
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます。

ということは、直結型の電気モーター駆動のノートepowerでも、急加速時に低いギアでエンジンの高回転領域を使うノート従来型と同様の配慮(ペダルはベタ踏みしない)がエネルギー節約に繋がるのですか?

お礼日時:2018/08/28 10:01

No.4 です。


いろいろ調べたところ
駆動輪の電動モーターの効率は80から95%位とかなり高効率らしいので
加速時の電池の電力消費はNo.4 で述べた必要仕事量の1.1から1.25倍くらいと
考えられます。
なので、加速は大きいほうが電力消費は抑えられます。
しかし、ノートepowerのようなPHV車の場合、搭載電池の容量が大きくないので
加速があまり大きいと単位時間内の電力消費が大きくなって
それを感知してバックアップの内燃エンジンが回るので
車全体のエコ性は低下するようです。
結局、エコ性を考えると内燃エンジンだけの車とは別の理由で
加速を極端には上げられないということです。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

有難うございます。

私も、ネット上の燃費情報などを読んで、現実には急加速を回避する運転の方が経済的な様だと知りました。しかしそのメカニズムがわかりません。

思考実験ですが、ノートepowerで山手線を走るケースを考えて見ましょう。
駅間では表定速度の時速60キロまで加速しないといけない事と、各駅に必ず停車せねばならないと言う二つルールを守って、山手線を一周してくる競争(燃費競争)をします。

このレースで最低消費電力で一周してくる運転手は、駅から発車後、60キロに達するまでは、アクセルベタ踏みにするのか、それともアクセルを半分ぐらい残して時間をかけて60キロに達する運転鵜をしたものが勝つのか?

エネルギー回生率が高いかどうかだけが問題で、加速の大小は勝敗には影響しないのか、それとも最大加速度で短時間の加速完了する運転手が勝つのか。

お礼日時:2018/08/26 10:18

補足


>ハハハ
弱い犬ほどよく吠える。
余裕のないものほどよく使いたがる、そして続く最後のは○○の遠吠え。
他の経験では、そんな人が冒頭に使いたがる言葉「やっぱりな」もありますよ。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

暇だね。
暇だからって、人の嫌がることばかりしないで、ママのゴミ捨てでも手伝って、寝なさい。

お礼日時:2018/08/28 17:59

>ハハハ


いっている尻から、そんなもの身につける素質のないこと証明しています。
>他人が嫌がることをしないという時制心も身につけなくちゃね。
>君は凄い知識を持っているね
>希望を捨てずに、夏休みの宿題でもやって、寝なさい
大いに矛盾しています、井戸の中のこと以外は理解できないからです。
でも心配ありません、類は類を呼ぶでにたような友達はできますよ。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

もう夏休みの宿題終わったの? 先に宿題済ませたほうがええぞ。

お礼日時:2018/08/28 18:00

昔コーヒーに発ガン物質がある様な報道ありました。


でも、医者に言わせると、ではコーヒーでガンになってやろうとしたら、どれだけ飲む必要があるか?。
コーヒーばかり飲み続けて腹が水でふくれて、飯なんか食えずに、栄養失調になるのが先かも・・・でした。
モーターの車は何故変速機不要なのか分かっているのかな、何も分からずモーターの方が加速してもエネルギー消費が少ないと信じ込んで、加速し倒して乗り回し、カタログの半分も伸びないなんて文句言う姿が目に浮かぶように思います?。
ものにもよりますが空気抵抗なんて無視しても良いほどの誤差範囲の場合もあります。
同じ様な差ですよ。
私から見れば、質問者が自分で自分をバカにして喜んでいる様にしか見えません、漫画やがなー。
雉も泣かずば、撃たれれまいに・・・、「アハハ」さえなければ・・・・。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ハハハ。
分かった分かった!君は凄い知識を持っているね。

ただ、質問者の疑問を解消する能力がないだけなんだよね。気にしなくてよいよ。期待してないから。

でも、中学校卒業するころまでは、知識だけじゃなくて、他人が嫌がることをしないという時制心も身につけなくちゃね。

相手してくれる人が居ないから、いつまでも絡んでるのだろうけど、大丈夫。きっと、君を相手にしてくれる人が現れるよ。
それまで、希望を捨てずに、夏休みの宿題でもやって、寝なさい。

お礼日時:2018/08/23 18:00

内容理解していませんね


>現実には損失による相違はあるでしょう
>変速機の有無はエネルギー消費に関係無いと信じて
別に信じていませんよ、原理原則を考えるときは、力学でも空気抵抗は無視、するとか、損失は無視するとか、そういう考えでは無関係、
現実には・・・・無関係ではないと付記しています。
本当に最近の中学性は・・・・・地で行っていますね。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ハハハ。

凄いね。君の知識は中学生以上かもしれないよ。
漢字も書けるんだし、立派なもんだ。

さ、もういいから夏休みの宿題でもやって、寝なさい。

お礼日時:2018/08/23 17:56

>ハハハ。


変速機の有無こそが内燃機関駆動とモーター駆動の最大の違いですよ。
ラジオで言っていました、中学生の半分は教科書が読めない、と。
漢字が読めないのではなく、内容が理解できないということです、本当にそう通り化もしれませんね。
質問の内容は、電力消費の状況が、どう違うか、→変速機は無関係、ということです。
自分が、何を質問したのかも、わかっていないからそんなこと言えます、○○丸出し?。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

いやいや、大変失礼足しました。
質問者が回答者に教えてはいけませんでした。

どうぞ回答者様におかれましては、変速機の有無はエネルギー消費に関係無いと信じて、時にはその主張を公にしながら生きて行って下さい。
あなたの自由です。

お礼日時:2018/08/23 10:59

変速機の有無は全く無関係。


モーターのトルクは回転直前の停止時が最大、一方内燃機関はアイドリングでは自身が回るので精いっぱいですね、だから変速機でトルクを増やしてやる必要があります。
モーターを強制的に回転できないようにして電気を通じるとどうなると思いますか、過大な電流が流れて焼けていまいます。
回転が始まると、回転数に応じて、発電機として働き、逆起電力が発生します、逆に電流を流そうとする力です、したがって回転上昇とともに電流が減少します。
モーターのトルクは電流に比例します。
加速=トルクが必要=電流大
エネルギ消費に関しては原理的には他の機関と変わりません、現実には損失による相違はあるでしょう。
>急加速で時速100キロに到達するまでの電力消費と、緩加速で時速100キロの速度を獲得する場合の消費電力
理屈だけの話なら極端を考えれば、急加速、おそらく十数秒?、緩加速1年かけて加速?、答えは考えるまでもないと思います。
もちろんどこかで折り合い点はあると思います。
現実の車の運転では不必要な急加速はそのあと必ずブレーキの使用が必然のケースが多いからです、せっかく加速で得た運動エネルギを熱にしてほかすのだから、経済的なわけありませんね。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ハハハ。
変速機の有無こそが内燃機関駆動とモーター駆動の最大の違いですよ。

そうでないと思うなら、変速機無しで内燃機関駆動のクルマを作ってごらん。
変速機の有無どころか、変速機の出来具合こそが内燃機関駆動車両の最大フィーチャーだと理解出来るでしょう!

お礼日時:2018/08/22 19:47

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング

価格.com 格安SIM 料金比較