電気自動車の充電ですが 日米式のケーブル充電より 中華式のパンタグラフ充電のほうが優れていると思いませんか？

Question

■中華のパンタグラフ式バス停充電バス
https://www.youtube.com/watch?v=Dq5syGDnEu4

個人的には 中華嫌いの親米保守なんですが
敵国の技術でも優れたものは取り入れるべきで

充電方式については パンタグラフ式のほうが良いと思いますが
皆さんはどう思いますか？

１）下車しないで充電できる

２）素人がケーブル接続をしなくていいし
高所に設置されるために地面との間に
短絡電流が流れにくいから
１０００V以上の高電圧にできるので
２００kw充電器で４倍速で充電しやすい

３）銅はアルミより資源量が少なく
自動車電化されれば銅の値上がりは必至で
モーター巻線を銅からアルミに変更する
ことも考えねばならないが
アルミは電気抵抗が大きいため
電気自動車のモーターの巻線電圧を
引き上げねばならず 高圧にしやすい
パンタグラフ式のほうが適合性が高い

４）バス停の充電施設を乗用車用に開放すれば
拠点運営コストが省ける

５）高速道路に４０kmごと数百mの架線区間を
設置すれば 走りながらPHVに充電できる

６）そもそもトラックは電池で動かすのが無理で
HVトロリートラックにして 国土縦貫高速道路
に架線せざるを得ないし
架線設置すれば 金食い虫の電池をリストラ
できるから 電気自動車の価格は安くなって
普及に弾みがつく

米国のHVトロリーバス
https://www.youtube.com/watch?v=AY91Lctl8Fw

●全般にケーブル充電は 「走行しながら充電」などの
今後の発展性が パンタグラフ充電に比べて乏しくて
袋小路技術であり
今後の発展性に富むパンタグラフ式に
日米も早く着手することを考慮するべきだと思います


●残念ながら「パンタグラフはかっこ悪いよ」
という下らない理由で 日米勢がケーブル充電に
こだわっているあいだに パンタグラフ式に
関連する特許の多くを 中国に押さえられて
しまっているのは 非常にまずいと思われ

Answer 1

走行時間と所定場所での停止時間の比率が路線バスは特別です。一分ほど停車して、2～3分走行などという条件は、乗用車などとは違います。充電間隔の時間が小さければ、バッテリーの容量も小さくて済みます。これも乗用車とは大きく条件が異なります。

充放電間隔の問題をクリアするには、短時間大電流充電。
現在の急速充電も、実はバッテリーに過酷で、極端に寿命を縮めます。ですから、さらに過酷な大電流はないものとして、現行の急速充電程度を考えることにしましょう。

それでもパンタグラフと架線の間の接触抵抗の問題はなかなか難しいことになります。架線を使った鉄道では、移動中に集電しますが、架線をジグザグにすることで、パンタグラフの接触点が移動し、放熱が可能となります。停車中の架線とパンタグラフの接点の電流は、電車のパンタグラフよりずっと小さな値に抑えなくてはなりません。

これらを一気に解消する技術があります。架線に直流を流すのではなく、高電圧で給電し、降圧して用いるわけです。

http://www2.panasonic.biz/es/densetsu/haikan/elseev/ev_kisotisiki.html
に書かれている急速充電は、50kW級。（それでも、１５分とか30分かかります。）

この50kWの電力を降圧するために、大きなトランスが必要で300kｇ程度の重量増になってしまいます。そこで、トランスを小さくするために、「高周波高電圧」で給電することにしましょう。周波数を商用電源より３桁上げると、強制液冷却をすると、
制御機構、整流回路、パンタグラフ駆動メカを含め、全部で30kg程度の重量増に抑えられそうです。

これなら、パンタグラフタイプが可能かも知れません。

質問者からのお礼コメント

冷却など　色々　参考になる指摘を頂き
ありがとう御座います　非常に勉強になりました

Answer 2

電気自動車の充電スポット検索サービス「EVsmart」を運営する者です。
http://evsmart.net/

どうでしょうね。私はちょっと懐疑的ではあるんですが、、意見を述べてみます。
１）下車しないで充電できる

これは良いと思います。

２）素人がケーブル接続をしなくていいし
高所に設置されるために地面との間に
短絡電流が流れにくいから
１０００V以上の高電圧にできるので

その代わり、パンタグラフ側と車両の間をしっかり絶縁しないといけなくなりますね。

＞３）銅はアルミより資源量が少なく

モーターに使われる銅をアルミにするくらいの分量で、資源に影響があるほどにはならないと思います。現在、電気自動車化で問題になりそうなのは、コバルトくらいではないでしょうか？実際、コバルトは値上がりしてきていますね。

４）バス停の充電施設を乗用車用に開放すれば
拠点運営コストが省ける

これはちょっと意味が分かりませんでした。パンタグラフということは、架線を張り巡らすわけで、停留所とは何の関係もないのではないでしょうか？また停留所に乗用車が停留するとバスが困ると思います。

５）高速道路に４０kmごと数百mの架線区間を
設置すれば 走りながらPHVに充電できる

走行中に、風で上下する架線にパンタグラフを正確にヒットさせ、パンタグラフにも架線にも大きな傷をつけず、かつ自動車が安全に運航できる方法は、車線変更を禁止しないと難しいと思います。車線変更時、パンタグラフから架線が外れますが、そのあと再接触するときに風や道の凸凹のために架線や車が上下し、そのためパンタグラフが架線より上方に行ってしまうリスクもあるのではないでしょうか？現実的に、固定軌道でないと、なかなか難しそうに思います。

６）そもそもトラックは電池で動かすのが無理で

確かに難しいですね。
ただトラックだけを考えるなら、そこだけ化石燃料を使う方法もあると思います。
電池や水素ではまだ難しいですね。
イーロンマスクは一応Tesla Semiというのも考えているようですので、何等かの勝算があるのかも知れません。

最後に、この手の施策で一番面白いというか実現性が高いと思うものは、充電用サービスエリアの駐車スポットのほとんどに無線充電か、自動接続型の（車両下側から接続する）ケーブル充電などを設置するものだと思います。無線充電は研究されてはいますが、10-30%近くのロスが発生します。例えば100kWhの電力を60分間でデリバリーすると出力は100kW。このロスが20%とすると、10kW分の熱が車両側と道路側それぞれで発生します。これを車両側では大気中に開放すればよいように思いますが、道路側では放熱が難しいようにも思います。
そういうことから、まだどこにもプロトタイプ等を見たことがありませんが、車両下部からの自動接続型ケーブル充電というのが一番簡単なように思います。

Answer 3

路線バス向けとしてはなかなか良いアイデアではあるが、既存のトロリーバスのインフラと技術が温存されている国ならではの話。
車高の低い乗用車にこれを適用するのは安全面の問題がありそうで現実的ではないでしょう。昔も多発してましたが、トロリーバスは架線事故のリスクありますし。
日本で現存してるトロリーバス路線はバス専用道になってます。

そもそもガソリン車やディーゼル車の延長線上で開発された技術と、トロリーバスの延長線上で開発された技術の違いです。

いまや日本でトロリーバスを製造できるのは1社しかないし…

Answer 4

パンタグラフって事は架線が掛かる。電柱も必要。

無い無い、そんな発展途上国みたいな事はしませんね。今は無電柱化推進でしょうね景観が悪すぎるし日本では一番問題になるであろう耐震性能が低すぎる。


道路へ埋め込む無線化も費用を考えれば絵空事。

Answer 5

共産圏はトロリーバスのインフラがもともと
あったって事なだけでしょ

Answer 6

パンタグラフ式もいいと思うけどメンテナンスがなぁ～
電車は夜は運航してないからメンテナンスする時間あるけど車は夜も走るし。

Answer 7

・乗用車では高い架線に接続できるパンタグラフの取り付けが無理。
・屋根に重量物を取り付けると運動性能が下がるうえ危険。
・トラブルが発生すると充電不可と成り走行そのものが出来ない。

・我が国では地面に埋め込んだ設備からの無線充電が考えられている。
・ホンダのMgバッテリーが実用化されれば半端充電そのものが不要。

Answer 8

乗用車と、路線バスは、違いますよ。電力だって、個人が利用できませんし、パンタグラフ式、高すぎる。それに、乗用車の車高は、様々で、軽自動車からワンボックスまで。

それに、低い架線にぶら下がるアホがいて、感電死したら？

安全で安価な統一コネクタにインフラが整備されつつある状態でわざわざコストのかかるパンタグラフ式に移行することはありえないと考えます。

バスや、路面電車であれば、問題ないが、路面電車はトロリー式（バッテリー不要）、バスは、よく知りませんが、乗用車と同じ方式じゃないのかな？

中国に特許を取られてもまったく問題ないと考えます。それに、あれが技術と思う人は、少数派。