うちの車は最大～kW、でも普通に走ると～kW

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2017/12/29(金) 22:35:45.67

リッター何㎞走れるかなんて、時代遅れの会話でしょ？
EVが増えるのでkW表示にしましょう。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:06:44.77

★★★★　物理板仮想自動車モナー1号を考えます　★★★★

仮定1　定速走行の時は速度に関係なくモーター出力10kWで走ります。
仮定2　モーターの最大出力は100kWです。
仮定3　ハイブリッド車(PHV)で燃料は水素を用います。水素は70MPaで充填します。
　これによる燃料電池の熱効率は50％です。
仮定4　家庭用電源で充電もできますが、この充電効率も50％とします。
仮定5　フル充電で200km, 燃料満タンで700km走行できます。
仮定6　回生ブレーキがあります。この発電効率も50%です。
仮定7　停止時のアイドリングはありません。使用電力0です。

まあ、この設定で問題があれば2号を作りましょう！www

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:08:08.72

問1
定速走行時のエンジン出力は何馬力ですか？
問2
最大出力は何馬力ですか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:09:33.00

>>3の続き
問3
あなたは何匹馬を飼っているんですか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:11:12.05

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
問いの"numbering"は"unique", "serial"にしてください。
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 👀
Rock54: Caution(BBR-MD5:0be15ced7fbdb9fdb4d0ce1929c1b82f)

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:15:00.85

問4
イワタニは水素1kg=1000円で売っています。定速で動かすときにこの車の
1kmを動かすためにいくらかかりますか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:18:59.29

問5
モナー1号の充電池の容量は何Whですか？
問6
モナー1号を充電するのに家庭用電源で何時間かかりますか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:22:43.89

問7
モナー1号の水素タンクは何Lあるのでしょうか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/05(金) 16:31:41.92

EH1. これからも問いを出しますが、答えられない人は書き込まないでください。
EH2. 分かっても書き込めない人は書き込まないでください。
EH3. モナー1号に問題があると思う人は書き込んでください。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 01:20:54.12

>>3
問1
日本では1仏馬力(PS)=735.5Wを採用することが多いので、
10/0.7355≒13.6[PS]
問2
同じく、136[PS]
>>4
普通に走っているときは馬13-14頭分、最大出力時は136頭分

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 01:51:24.83

>>6
この車は速度がいくらでも燃料消費が同じ仮定なので、燃費の計算が
できない。この車が一般道60km/hでのみ走るとして秒速16.7m/s
1kmを走るのに60秒、600kJのエネルギーが必要。

水素ガスは普通圧縮してあるか液体で売られている。圧縮するときに
エネルギーが必要だが、とりあえず標準状態での
　H2(g)+1/2O2(g)→H2O(L)
の反応だけ考えると（後からヘスの法則でいろいろ差し引きすれば良いが）
285.8kJの熱量が得られる。この50%が電力となり使えるとすれば、
1molで142.9kJの電力が得られる。1km走るのに4.2molあればいい。
水素は1molが2g、4.2molは8.4g、1kg=1000円なら8.4円。

1Lで14km走れるガソリン車の燃料が140円/Lなら、1kmは10円。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 02:06:20.47

>>7
問5
>>6の仮定で200km走るための電力量は120MJ
電池の容量は120MJ=33.3kWh
問6
効率50%の充電器で5kWで充電するとすると、
33.3/5*2＝13.3時間かかる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 02:21:02.89

>>8
>>6の条件で700km走るには、
4.2*700=2.94kmolあればいい。理想気体として標準状態で
1mol=22.4Lだが、これを70MPaで圧縮して仮に液体にならないと
する。22.4L*(2.94*10^3)mol*(1013hPa/70MPa)≒95.3L
のタンクが必要。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 02:26:26.84

>>11-13
モナー1号は、33.3kWhのバッテリーを積み95.3Lの水素タンクを
搭載し、うちで充電なら13.3時間、水素なら1km8.4円で走る
結構実用的な車。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 02:53:20.46

>>12, >>13
誤　>>6の条件で → 正 >>11の条件で

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 12:01:08.84

問8
現在、自動車用の蓄電池は200-300Wh/kgで生産されている。モナー1号の電池を
充電のために交換することについてはどう考えるか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 20:10:14.43

>>16
自動車用蓄電池の容量は重量的な制限があって、第二世代と言われる
二次電池では200-300Wh/kgと言われる。モナー1号に必要な二次電池は
33.3kWhだから、今の技術では
33.3/0.2=166.5
33.3/0.3=111
だから、電池の重量は111-166.5kgになってしまう。人間が一人で持てる限界が
20-25kg=お米の袋の大きさとすれば無理。交換をあきらめるか、エネルギーを使って
機械による交換システムを構築するかを選択。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/06(土) 20:17:52.55

問9
さて、モナー1号を加速しよう。仮に質量を1,500kgとする。
普通の交差点の流儀にしたがって、>>11にしたがって、30秒で通常走行の
60km/sに加速し、30秒で停止するように考えよう。停止には回生ブレーキを
使おう。加速中・減速中は定速走行のエネルギーは必要ないと考える。
水素で100kmを走行するときに5回信号で停止した場合、水素はどのぐらい
必要か？