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ホーム製品燃費向上製品:MIcro_HS
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Micro_HS : マイクロハイブリッドシステム
自動車のハイブリッドシステムは、エンジンとモータの動力を併用して燃費を向上するものです
 ハイブリッドシステムの構造

一般的呼称では、シリーズハイブリッド・パラレルハイブリッド・シリーズ/パラレルハイブリッド等に分類されることもありますが、単純に言うとエンジンの動力とモータの動力(大容量バッテリーの電力を使って)とを併用するのが特徴です。
その際、「電気を使う」ことによるメリットは、減速時に発電機による回生ブレーキ(車の走行慣性エネルギーを電力に変えるときの力でブレーキをかける・・・言い換えると、ブレーキ力を電気に変えて蓄える)を働かせることができるので、加速/定速走行時にこの蓄えた電気を使えるようになり、結果としてエンジンの稼働を停止して燃費を向上するものなのです。
しかし、現在開発されている技術では「電気を使う」時の使い方として、”モータを駆動して走行する”だけではありません。
そこで、”蓄電電力”の量と、”その使い方”に応じて分類したのが以下の4タイプです。
 
 種類  蓄電池容量  駆動用
モータサイズ
 概説
マイクロハイブリッド

(車種例)
・BMW
・フォルクスワーゲン
・Mini
・マツダ
(i-ELOOP)

・SUZUKI
(ENE-CHARGE)

・NISSAN
(S-Hybrid)
バッテリー   − 駆動用モータは搭載せず、その代わりに車両が消費する電力(約40A・・・これも元々エンジンを回して作られています) として、回生エネルギーを再利用するものです。

燃費向上率:約+10%
回生電力の利用:車両消費電力の補完  
 BMW
マイルドハイブリッド

(車種例)
・クラウン
・BMW
・HONDA
バッテリーバッテリーバッテリー  モータ 小型、低出力モータと小型電池を使って、回生エネルギーを走行駆動力の一部として再利用します。

燃費向上率:約+30%
回生電力の利用:走行駆動力の一部を補完
フルハイブリッド

(車種例)
・プリウス
 バッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリー  モータ ほぼエンジン出力と同程度の出力を持つ大型モータを搭載 して、回生エネルギーを走行駆動力の半分程度まで使えるようにしたシステムです。

燃費向上率:約+70%
回生電力の利用:走行駆動力の半分程度と車両消費電力を補完
プラグインハイブリッド

(車種例)
・シボレー/ボルト
・プリウス
バッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリー
バッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリーバッテリー
 モータ フルハイブリッドに加えて、大容量蓄電池を搭載し、外部給電で充電した電力を使って走行可能としたものです。充電容量範囲内ではエンジンは停止したままなので、総合燃費は格段に向上します。

燃費向上率:約+200%
(プラグイン燃料消費率)
回生電力の利用:プラグインレンジでは走行駆動力の100%を電力が負担 
>車両の消費電力については燃費向上製品解説のページにも説明があります。

このように、蓄電池容量を大きくすると相対的にガソリン消費量が低減することになりますが、使用されるリチウムイオン電池が高価であることから、コストが高いことが問題です。
マイクロハイブリッドシステムは、蓄電池を小型としたことでコスト低減し(電気二重層コンデンサ=スーパーキャパシター又はEDLCと呼ぶ、が使われています)、10%程度の燃費改善を行う手段としては最もコストパフォーマンスが高いとして、各自動車メーカが採用しています。

EPMSとマイクロハイブリッドシステムの比較
車両に標準で搭載される鉛シール蓄電池(バッテリー)の充放電を制御する充放電制御システム、及び当社EPMSは、マイクロハイブリッドシステムよりも、更に低コストの燃費向上手段として既に多くの自動車メーカが採用しています。
但し、原理はマイクロハイブリッドシステムと同じく、減速時に積極的にバッテリーを充電することによって、加速・定常走行時のオルネータ稼働率を低下して燃費を向上するものですが、この場合は電気二重層コンデンサ等の特別な蓄電手段を備えていません。
ところが、鉛シール蓄電池は充電時に電流を流しても、実際に電力として蓄える為に化学反応を必要とすることから、長い時間をかけて電流を流さないと完全に充電することができません。
その結果、車両の減速時のような短時間ではエネルギーの回生効率が低いことが欠点です。 従って回生効率を上げる為に、充電(減速)時に100A近い大電流を流してやる必要がありますので、EPMSでは減速時にバッテリ電圧が上昇、加速時にバッテリ電圧が低下して電圧が変動し、ヘッドライトの明るさが変化する等の欠点があります(量産車では、バッテリー電圧が変動してもユーザに判らないように、ヘッドライトの電源やメータの夜間照明に定電圧回路を追加する等の工夫がされています)。
また、EPMSは加減速を検出する為に、エンジン制御ECUと接続し、さらにオルタネータ配線を加工する必要があるのが欠点です。
 

参考:NEC技術資料  
 スーパーキャパシター解説

マイクロハイブリッドシステムの構造
マイクロハイブリッドシステムは、エンジン制御ECUによって車両が減速状態にあることを検出して、オルタネータの出力電流をEDLC(電気二重層コンデンサ)へ充電します。次に、車両が非減速状態=定速走行、アイドリング、加速走行、であると判断した場合にはEDLCに蓄えた電力を DC-DCコンバータを使って降圧しながらバッテリーへ電流を流します。すると、オルタネータはバッテリ電圧が必要十分の電圧であると認識して自動的に発電を停止しますから、このオルタネータを回転させるトルクが必要無くなってエンジン負荷が減少しガソリン消費量が低減します。
 マイクロハイブリッドシステム
類似製品とマイクロハイブリッドシステムの違い
一般に市販されている燃費向上グッズとして、いわゆる「コンデンサ」があります(バッテリーへ接続するもの、或いはシガライターソケットへ挿入するもの)。これらの商品が燃費向上とは無関係であることが、以下によって説 明できます。
大容量コンデンサ又はEDLCを、バッテリ又はACCラインへ接続した状態が以下の図です。
 コンデンサ製品
オルタネターの働きは、「バッテリ電圧を監視して、規定の値になるようにフィードバック制御する」ことで、その制御応答性は数百usecとなっています。従って、車両の電気負荷が急に変動 してもバッテリ端子の電圧が変動することはありません。通常、「バッテリ電圧の変動がある」と広告されているものは、実はバッテリーから長い配線を通して、負荷(オーディオ等)へ接続した先端での電圧変動を表しているのです。このように、”配線の先端”では、電線の電気抵抗によ って負荷電流の変動に応じた電圧変動が発生します。
ですので、この場合の電圧変動を抑える必要がある場合には、電線を太くするだけで十分で す。
ところで、コンデンサに流れる電流(A)は、コンデンサに印加した電圧の微分値×コンデンサの静電容量に比例します。従って、電圧変化の無いところにコンデンサを接続しても電流が流れませんから、何の意味もありません。
仮に、バッテリ端子において±0.5Vの電圧変動があったとしてもその時に10Fのコンデンサから流れる電流は10A/1秒間程度でしかありません(実は、電圧変動がありませんので殆ど0Aです)。従って、例え接続するコンデンサの容量が大きいことを謳った商品でも、何の意味も無いことが判ります。

一方、マイクロハイブリッドシステムはバッテリの電圧に関係無く、DC-DCコンバータを制御してコンデンサの電力を全てバッテリ(車両の電気負荷)へ放出します。ですから、コンデンサの容量に比例したエネルギーを再利用することが可能で、例えば10Fの場合は10Aの電流を15秒間流し続けることが可能なのです。
重要なのは、 「バッテリーの電圧に関係無く外部制御信号に従って、強制的に充放電を行うシステム」 になっている点です。ですので、大電流DC-DCコンバータを併用しないコンデンサタイプ商品は技術的に間違った商品です
 減速エネルギー回生原理

コンデンサ容量と燃費改善効果の関係
減速時のエネルギーを全て蓄積し、非減速時に再利用するのが理想的ですが、蓄電容量(電 気二重層コンデンサ容量)に限りがあることから、蓄電容量と燃費改善率との間には以下のような関係があります。
このように、蓄電容量が大きい程、渋滞路のような加減速の多い状況で燃費改善効果が高くなります。


 蓄電容量と燃費の関係

Micro_HSとは:特許公開番号2013172636、及び2013106509
Micro_HSは後付タイプのマイクロハイブリッドシステムです。シガーライターソケットに接続するか、車室内のフューズボックスに接続するだけで、減速時のエネルギーを回収し、停止又は加速時にこのエネルギーを放出することによって燃費を向上します。
また、エネルギーの回収・放出状況はディスプレーに表示されます。
このシステムは、全てのエンジンタイプの12V車両(ハイブリッド車両を含む)に装着可能です。
使用しているコンデンサ(EDLC)はUSマクセル社製で内部インピーダンスが数mΩの特殊な性能を持っており、一般的にコンデンサ容量を表す単位のマイクロファラッドで書くとトータル1,750,000,000uFです。(下の画像では2100Fとなっていますがこれは仕様変更前の数値です。現状は350Fの5直ですので直列容量は70Fとなっています)
ご注意) この種のEDLCを個人で購入されて、直接バッテリへ繋ぐと大電流で発火事故になりますので、ご注意ください。
Jtec-Rのマイクロハイブリッドシステム 
Maxwell EDLC 350F 5本
 
 動画をご覧頂くにはActiveX コントロールを許可して頂く必要があります
Google Chromeで表示できない場合は、インターネットエクスプローラをご利用ください

 製品画像(JC01MH01A):車両取り付け状態は試験車両の紹介ページへ
Micro_HS製品画像

本体サイズ:150 X 65 X 110 mm   チャージモジュールサイズ:110 X 45.3 X 220 mm  ディスプレーサイズ:70 X 65 X 26 mm

製品の取り付けは、シガライターソケット挿入接続と、室内のフューズボックス接続が選択可能ですので、 シガライターソケットの無いお車にも装着可能です。

回生・放電制御の最適化
JC08モードの加減速条件を基に、充放電電流を最適化して最も効率の高い動作点でキャリブレーションしています

 減速エネルギー回生効率計算

バッテリー寿命への効果
Micro_HSはバッテリー寿命改善に効果があります。
弊社試験車両のクラウンでは、Micro_HS無しの状態で4年でバッテリーが使用不能になりましたが、装着後は6年目の現在も始動性の問題が出ていません(交換前後のバッテリーは同じ製品です)。
(理由)
アイドリングではオルタネータの発電量が少なく、車両の消費電力の一部がバッテリーから持ち出しになります。Micro_HS装着後は車が停止してアイドリングをはじめた後の暫くは、Micro_HSのコンデンサーから放電する電流によってバッテリーを充電することができますので、非装着よりもバッテリーの放電が少なくなって寿命が改善されるものと推定されます。

製品バリエーション・価格
1)ご注文前に必ず取り扱い説明書を読んで取り付け方法をご確認ください。
2)返金に関しては会社情報のページから「特定商取法に基づく表示」を参照してください
3)適合車種
  • ガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車、LPGエンジン車
  • 軽自動車、普通乗用車、タクシー、小型トラック、小型バス----但し車体重量2トン超の大型車両では、消費電力よりも駆動動力が遥かに大きい為、燃費効果が少なくなります。 また、防水性がありませんので二輪車には装着できません。
4)製品タイプは1種類で、装着方法(シガライター、フューズボックス)に応じた接続用オプション部品があります。
5)シガライター接続とフューズボックス接続との違いについては、下記取り扱い説明書にてご確認ください。

<PDFファイルをご覧になるにはAdobe Readerのインストールが必要です>
 マニュアル   Micro_HS取り扱い説明書
* オプション部品の(1)〜(4)はいずれかの選択となります
製品タイプ  仕様  価格
(送料・代引き手数料別)
Micro_HS
型式 JC01MH20A
本体及びチャージモジュール70F
ディスプレー
12V、ガソリン、LPG、ハイブリッド又は ディーゼル用 
38,110円
オプション部品(1)
シガライター接続コード
型式 JC01MH211A
 1,000円
シガライタープラグ、配線、本体との接続コネクタを一体としたもの
オプション部品(2)
フューズ分岐コード
平型小
型式 JC01MH212A
1,000円 
小型平型フューズ20Aと分岐配線、本体との接続コネクタを一体としたもの
(車種によって平型フューズのサイズが異なりますのでご確認ください)
 
オプション部品(3)
フューズ分岐コード
平型小低背
型式 JC01MH213A
  1,000円 
小型平型低背フューズ20Aと分岐配線、本体との接続コネクタを一体としたもの
(車種によって平型フューズのサイズが異なりますのでご確認ください) 
オプション部品(4)
フューズ分岐コード
平型大
型式 JC01MH214A
 1,000円
大型平型フューズ20Aと分岐配線、本体との接続コネクタを一体としたもの
(車種によって平型フューズのサイズが異なりますのでご確認ください)
 
 
燃費改善効果 Micro_HS
1.特定走行モード(通勤)走行データ
渋滞市街地の通勤だけに使って、Micro_HS有無を比較した結果です。この走行モードは、当社試験モードで最悪の渋滞路走行で停止している時間があまりにも多い為、減速エネルギー回生効果が高くなりません。(逆に止まっている時間が短く、しかし加減速が多いモードでは有利です)。
高速道路・郊外路を含む生涯燃費では燃費向上製品解説ページで説明していますように、これほどの効果はありませんが、主に市街地のGO-STOPでの使用が多い方には参考にして頂けるデータです。
 燃費データ
2.長期使用データ
約22000Km走行の平均データです。
Micro_HS装着前のデータには、後半の一部に弊社他製品(J-AFC)の装着を含んでいますので、J-AFC試験期間との単純比較では約3.6%の改善です。また、J-AFC装着前を含む26000Km走行との比較では8.6%の改善となっています。
注)このデータは弊社試験条件での限定的な値ですので、実際にお客様がご使用される走行条件・車種による効果は±の両方向にばらつきがあります。
 
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