根も葉もない噂だが、30kWhバッテリーへの載せ換えが話題になることが増えている。
噂の要点をまとめると、
・24kWhバッテリーは受注生産に切り替わる
・30kWhバッテリーが標準化される
・載せ換え用のバッテリーも30kWhが基本的に提供される
・切り替わりの時期は年末から来年初頭の見込み
・一部（東京？）の日産店舗では、新バッテリーへの載せ換えに着手したとの噂もあり。

日産の公式ユーザーサイトにも30kWhへの載せ換え要望がたくさん投稿されているから、日産にはユーザーの声が届いている。
【30kWh車に買いかえたい？】


また、モーターショーなどでの日産エンジニアの発言から30kWhのレトロフィットは可能である。
そもそも、数か月前に時期は未確定だが24kWhを超えるバッテリーの載せ換えを日産が準備していることは報道されている。

確信は持てないが、来年春ごろには30kWhへの載せ換えができる環境になっているものと予想している。
載せ換えて5年乗れば次世代EVを選べるようになっているだろう。

ゼロエミッションを謳う車だから、性能を向上させながら乗り続けるという選択肢も必要だ。
ナビやブレーキ制御のソフトも更新して、旧車を生まれ変わらせる技術の日産になって欲しい。  

日産の電気自動車リーフの電池オーバーヒート対策を紹介するシリーズも最終回。

東北一周２１５０ｋｍの旅で得られた復路の充電データから、充電器の出力と電池残量が電池温度の上昇に与える影響について考察する。
図－７に復路の充電における充電所データを示す。
ここに、ＳＯＣとは電池残量、（　）内のｋＷは充電器の最大出力、充電施設名上のｋＷｈは充電量、グラフの縦部分脇の温度は電池温度の上昇幅を表す。

＜図－７＞


表－１に米山ＳＡまでの充電器のデータをまとめた。
ここに、「温度上昇比」とは電池温度の上昇値を充電量で割った（除した）ものである。

＜表－１＞


この状態では数字が示す意味が理解しにくいので、温度上昇比順に並び替えたものが表－２。

＜表－２＞


この表では、温度上昇比が小さい、すなわち電池の温度が上がりにくい充電器の順に並んでいる。
特徴として、
・最も温度上昇比の小さい道の駅相馬は、最大出力は最も低いが充電量は多く、電池残量（ＳＯＣ）が比較的少ない。
・次に温度上昇比の小さい黒埼ＰＡは、最大出力が高く充電量も多いが、ＳＯＣは少ない。
・ファミマ田村都路店は、最大出力は高くないがＳＯＣが多いことにより温度上昇比も大きくなっている。
・日産福島会津店は最大出力が最も高く、ＳＯＣも多めであることから温度上昇比が最大。

ここから分かることは、
１．最大出力が低い充電器は温度上昇しにくい。（最大出力の高い充電器は温度上昇しやすい）
２．電池残量（ＳＯＣ）が少ない方が温度上昇しにくい。（電池残量が多い方が温度上昇しやすい）

これらの特徴を生かして電池温度の上昇を抑えるには、電池残量をできる限り少なくしてから最大出力の低い充電器で充電する方法が最善だと考えられる。

例としては、そろそろ電池残量が少なく（電池残量計２～３セグ）なってきたから日産で経路充電したくなる気持ちを抑えて、もう少し先のコンビニまで距離を延ばして電池残量をさらに減らして（１セグ以下）にしてから充電した方が電池温度が上がらない。
もちろんだが、電池残量がたっぷりある状態での継ぎ足し充電は、電池温度は上がるし時間も無駄になる。

ロングドライブで電池（走行用リチウムイオンバッテリー）の状態を制御しながら経路充電を繰り返すのはかなり高度な充電術になるから一部のユーザーだけに限られるだろうが、リーフの欠陥である電池のオーバーヒートを抑制する技として参考にして欲しい。  

リーフで真夏にレッドゾーンに入れずに高速走行する方法について３回に分けて概要を紹介した。
ついでなので、さらにち密に解析を試みる。

余談なのだが、連続で高速道路を千キロも走れない車は、乗用車ではリーフくらいしかないのではないかと思う。
半世紀前のガソリン乗用車ならオーバーヒートしたかもしれないが、現代の日本製乗用車で高速道路を流れに乗ってオーバーヒートで走行に支障が出る車は皆無だろう。

電気自動車だから大目に見てくれると日産は考えているかもしれないが、厳しく見れば現在のリーフは欠陥車だと思う。
今回、紹介している走行技は欠陥を補うものであって、技を必要としない当たり前に長距離を走れるEVを日産には迅速に提供して欲しいと思う。

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さて、本題に戻るが、電池温度の上昇を抑えるには充電時間をできる限り短くすると効果があると紹介してきた。
事実、充電時間の経過とともに電池温度が高くなる。

しかし、長時間充電を続けると別の現象が現れる。
充電時間の経過とともに電池温度の上昇が鈍くなることがある。
その実例を、図－４に示す。

＜図－４＞


道の駅象潟で充電した時のことだ。
ここには出力４４ｋＷの大型充電器が設置されていた。
大型の充電器だけあって電池温度の上がり方も早い。
しかし、半ばあたりから電池温度の上昇が緩やかになる。


一分単位で温度上昇幅を図示したものが図－５になる。
開始から１３分までは電池温度の上昇幅（一分前の電池温度からの上昇値）が増えているが、それ以降はほぼ一定して上昇幅が小さくなっている。
充電時間は長い方が電池温度の上昇に悪影響を及ぼさないということになる。

＜図－５＞


時間の経過とともに充電出力が絞られる影響も加味して図示すると図－６になる。
充電時間が１０分前後から出力が絞られるために、出力に対する電池温度の上昇は２０分あたりまで続く。
しかし、２０分を超えると出力あたりの温度上昇は徐々に低下している。

＜図－６＞


以上の現象から、数分で充電を切り上げることができない状況では、一般的な充電時間の制限となっている３０分、さらには他車に支障がなければお代わりして充電を続けた方が温度上昇から見た充電効率は高くなる可能性がある。
素早く移動するために有効な短時間充電だが、電池温度への影響を考慮すると長距離移動の際には必ずしも有効であるとは限らないということも考えられる。

今回のロングドライブでは、道の駅象潟における充電が電池温度計がレッドゾーンに入る瀬戸際であった。＜図－１＞


ここの充電を短時間で切上げて、少し先の日産で再び経路充電した方が充電の時間効率は良くなるはずだが、仮に早く移動しようと高速道路（日本海東北自動車道）を利用していれば電池は冷却されずにレッドゾーンに入っていたと推察される。
結果として昼食で５０分間滞在しながら充電したことで電池の温度上昇を最小限に抑えることができた。

電池温度がレッドゾーンに入るきわどい状況では、高速道路と一般道の使い分け、ながら充電の長短が大きく影響する。
気にし過ぎると不安なドライブになってしまうが、こうしたリーフならではの欠陥をユーザーの技で克服するのもドライブの楽しみの一つだとも言える。  

東北一周２１５０ｋｍの旅は復路が７３５ｋｍだった。
往路の約８００ｋｍに比べると若干短いが、ＥＶが一日に走る距離としてはかなり長距離だと思う。

一般道は約３００ｋｍで残りが高速道路。
電池温度が上がってからの高速道路の走行は電池の冷却が難しくなるが、気温差と日射の影響がない時間帯に走ることで克服できる。

＜図－３＞　※距離は出発日からの通算距離を示す。


一般道路を走行した３００ｋｍは電池温度が低い領域だったこともあり、電池温度は階段状に上昇していった。
会津若松の日産で充電を終えた時点で電池温度は４５℃を超え、確実に電池温度を下げなければ次の充電で電池温度計がレッドゾーンに入ってしまう。

往路でも実証しているが高速道路を流れに乗って走ると電池温度はほとんど下がらない。
速度を落とせば電池温度の上昇を抑えられるかもしれないが、磐越自動車のような片側一車線の高速道路もどきの路線では、自分勝手な省エネ走行は迷惑行為でしかない。

速度を落とさずに電池温度を下げるには、日射の影響がなく、さらに気温が低い時間帯に走行する方法がある。
日射によってアスファルトが熱せられると、路面からの輻射熱で電池下部が加熱されて走行風による冷却効果が相殺されてしまう。

また、日が暮れていても都心のように気温が下がらない地域を走ると期待するほど電池温度が下がらないことがある。
高速道路を走行中に確実に電池温度下げるには、走行する時間帯とルートを的確に選択する必要がある。

会津若松から高速道路に乗った時間は午後の５時過ぎ。
気温は３０℃を若干切ったくらいで涼しくはないが、日暮れ近くに曇りになってくれたこともあり期待通りに高速走行でも電池温度を下げることができた。

黒埼ＰＡと米山ＳＡでは、それぞれ充電により５℃近く電池温度が上がったが走行中に４５℃まで冷却できている。
日没で気温が下がるにしたがって電池の冷却効果は高まってきた。

※電池温度抑制技術　３
・電池温度が高い状況で高速走行するなら、日暮れで気温が低い時間帯を狙う。

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しかし、走行中の電池冷却だけでは限界がある。
充電時間の最短化と併用することで、それ以上の電池温度の上昇を抑える。

※電池温度抑制技術　４
・レッドゾーン直前まで電池温度が上昇してもなお高速道路の流れに乗るためには、日没後でかつ充電時間の最短化を併用する。（妙高ＳＡ以降）

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１．電池温度が上がったら日が暮れて路面温度と気温が下がる時間帯に走る。 （温度差で冷却）
２．さらにレッドゾーン寸前でも高速走行を続けるなら充電時間を最短化する。（電池温度を上げない充電）


＜日産への要望＞
バッテリー容量が初期性能に近ければ充電時間を最短化しても余裕があるが、劣化して容量が減った環境では走行区間の消費電力を的確に見極める必要がある。
リーフのナビに搭載されている消費電力計算機能に、タイヤの性能や気温によるタイヤの転がり抵抗値の変化が反映できるように性能向上を望む。  

自宅から秋田県大館市までの８００ｋｍを走行して、電池の最高温度は４９．１℃だった。
リーフの電池温度計は５２℃からレッドゾーンで表示されるようだから３℃ほどの余裕があった。

＜図－１＞


高速道路における経路充電はできる限り素早く終えたいから、大容量の充電器で短時間に充電しようとするためにどうしても電池温度が上がってしまう。
ここで重要なのが充電量と温度上昇の関係性だ。
充電初期に比べて後期は充電量が低下する傾向にある。
一方で充電後期でも温度上昇は同じ、もしくは増している。

充電量と温度上昇の関係をグラフにすると図－２になり、時間の経過とともに充電器の出力に対する温度上昇の割合が増していることが判る。
充電量が減っているのに温度は上がってしまっているから、同じ充電量を得るために温度上昇が多くなっている。
すなわち、温度上昇を抑えるには充電時間をできる限り短くする必要がある。

＜図－２＞


※電池温度抑制技術　１
・高速道路上での充電を必要最小限にすることで電池の温度上昇も極力抑えられる。

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往路は電池温度が低い時間帯に高速道路を走行するから電池温度の上昇が激しくなる。
図－１のグラフからも分かるように高速道路を時速９０キロで走行すると走行中の電池温度はほとんど下がらない。
気温との差が少ないと電池温度は上昇してしまう。

細かく見ていくと、電池温度と気温の差が１６℃以下では電池温度は下がっていない。
１７℃差を超えると若干だが電池温度が低下しているが焼け石に水程度にとどまっている。

特に日差しが強く、路面が熱せられている高速道路上ではアスファルト表面からの輻射熱でバッテリーが直接加熱されるから空冷の効果を相殺してしまうと考えられる。
炎天下の日中における高速走行は冷却効果を期待できない。

一方で、一般道の走行では電池温度が下がっている。
道の駅象潟から先は気温が３０℃を超えてエアコンも常時稼働していたが電池の温度は目覚ましく下がっている。
電池温度を下げるにはモーターへの負荷を減らしつつ、気温と電池の温度差を利用することが重要だとわかる。

※電池温度抑制技術　２
・高速走行中は電池温度は下がりにくいから、電池温度が上がったら一般道を走行して電池温度を下げ、下がってから再び高速道路を走行する。

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往路で電池温度を上げないために採用した対策は、
１．高速道路の経路充電は、バッテリーをできる限り使い切ってから、必要最小限の充電量にとどめる。
２．それでも猛暑の環境では６００ｋｍあたりでレッドゾーンに入る可能性が高くなるために、そこから先は一般道と高速道路を組み合わせる。  

真夏の高速道路を長距離走行するとリーフは電池温度が上がり、適切に対応しないと電池温度がレッドゾーンに入って走行に支障が出ることがある。
電池の劣化も進むようだから、レッドゾーンに入らない温度域で走行した方が良い。
だが、リーフの取扱説明書には電池温度を上げないためのテクニックは記述されていない。

お盆に東北を一周して走行した距離は２１５０ｋｍになった、
往復の二日間で１５００ｋｍ以上走ったがレッドゾーンには入らなかった。
電池温度の変化は下図の通り。


最低２７℃あたりから、最高は５０℃未満で推移している。
電池温度計のレッドゾーンは５２℃以上を示しているはずだから若干の余裕があった。

偶然にレッドゾーンに入らなかったのではなく、計画的にレッドゾーン以下で走った結果だ。
どうやったらレッドゾーンに入れずに長距離を走れるのか？
それをこれから解説したい。

具体的には次回以降に実際の走行を例に解析するが、概要を列記すると以下の通り。
・高速道路の走行では電池温度が下がりにくい。
・高速走行中に電池温度を下げるためには電池と気温の差を利用する。
・電池温度を走行中に下げるには一般道の走行が適している。
・電池温度の上昇は充電時間や充電電流値に関係する。

電池の温度特性と充電特性を把握できれば電池温度は制御できる。
その上で、電池の特性に応じて充電計画と走行計画すれば、レッドゾーン手前で長距離走行が可能になる。

これまでの走行で得られたデータから電池の特性を把握して、それに応じた充電および走行計画が可能になった。
今回の東北一周２１５０ｋｍのロングドライブは、これを実証する機会でもあったのだが、ほぼ想定通りであった。

次回は往路の８００ｋｍ走行を例にした電池温度の制御走行について述べたいと思う。  

予想通りに高野山・熊野三山・伊勢神宮千キロの旅で走行用リチウムイオンバッテリーが10セグメントに欠け。
11セグメントに欠けた時も山陰山陽二千キロの旅だった。
遠出でセグ欠けする傾向があるようだ。

バッテリーの実容量で検証すると奇怪な現象であることが判る。
最近ではもっともバッテリー容量が増えた時にセグ欠けが生じたからだ。

6月3日までの平日は、短距離通勤（5km）の連続でバッテリーは順調？に劣化が進む。
急速充電を繰り返しながら紀伊半島の山中を走行したことでバッテリーの再生現象が表れバッテリーの健全性を表すHxは60を超えた。
そして、この後にセグ欠けしたのである。

Hx（バッテリーの健全性）が上がると充電量も増え、使える電力量も増えることは確認している。
すなわちバッテリー容量は増えているのだ。
しかし、リーフのメーターには「容量が減りました」と表示される。

実容量を表すSOHも最低は6月3日の76まで下がったが、この時点ではセグ欠けしなかった。
78まで上がった時にセグ欠けしている。
なぜ減った時ではなく、増えた時に減ったと判断するのだろうか。

答えは、セグ欠けを判断する方程式を作った日産（もしくは日産下請け）のエンジニアが知っているが、ユーザーには教えてくれない。

さて、このまま劣化させてしまうかどうかが悩ましい。
日常のリーフの乗り方だと日々刻々に劣化が進むが、たまに遠出することで再生して現状維持。

仮に今後の半年間に遠出しなければ車検を迎える11月には8セグに欠けているだろう。
試算したところではその可能性は極めて高いし、今までセグ欠けをピタリと的中させてきた実績からして確証がある。
そうなればバッテリーは無償で新品に近い状態にしてもらえるはず。

しかし、半年間も遠出しないという苦行に耐えるのも無理だ。
遠出だけレンタカーという手段もあるが、万が一車検までに8セグ欠けしなかったら無駄な出費になってしまう。
車検時に有償で30kWhバッテリー交換が一番望ましいのだが。  

日産、ドライバーの脳波を解析する リーフ を制作…運転感覚をフキダシで路面に投影

何か、勘違いをしていませんか？

テスラのモデル3に全世界のEVユーザーが我先にと飛びついたのは、なぜなのか。
遊んでいる暇があるなら、もっとほかにやって欲しいことが山ほどある。  

4年後に訪れるかもしれない夢を見させてくれるのも楽しいのだけれど、
ユーザーが知りたいのは次に乗り替える車や、確実な来年や再来年の愛車の有り様。

発売が2017年でも2018年でもいいから、新型リーフの最低限のスペックを公表して現リーフユーザーに希望を持たせてほしい。

さらに、それまで初期リーフに快適に乗り続けられるバッテリーのレトロフィットも。
もちろんメーカーが提供しているハイスペックなバッテリーも選択できるという寛大な対応。

テスラから学んじゃえ、日産。

[Tesla offers Roadster upgrade package to reach a 400-mile range]
  

所要で彦根市への片道200kmを三日間で二往復する機会があり、充電時間を最短にする走行にチャレンジした。
彦根ICから駒ヶ岳SAへの積算標高は約2千5百メートル。
単純標高差も600メートル以上ある。
電気自動車には最難関区間の一つと言える。

この時期でも最低気温は氷点下であり、冷え切ったバッテリーは受け入れられる充電量が少なくなって充電に長時間を要する。

この区間を走行するために必要な電力は約20kWh。
バッテリーウォーマーを使わない充電ならば30分充電を三回することになり合計で1時間半。
不安に駆られてお代わり充電すると2時間以上の時間を充電に使うことになる。

そこで、バッテリーウォーマーを使ってバッテリーの温度を上げ充電時間を短縮する。
さらに、必要最小限の充電にとどめ、充電器の出力が低下する領域では充電しない。


その結果、最短の充電時間は30分と実証できた。
途中の尾張一宮PAで充電している先客がいたが、一ヵ所分をスルーする余裕を見てあるから次の内津峠PAに向かうことにして充電待ちの時間ロスはゼロだった。

バッテリーが劣化（セグ欠け）して航続距離が短くなったリーフでも、バッテリーの状態を最適に保ち、効率の良い充電プランを取り入れることで新型リーフに匹敵するドライブも可能になる。

ただし、各充電施設間を走行するために必要な電力を正確に知ることは一般ユーザーには不可能。
日産がナビに正確な消費電力計算能力を組み込んでくれれば誰でも効率の良い充電プランが立てられるようになる。

新型リーフに搭載されることを期待している。