電気自動車について 電気自動車について趣味で調べていたところ理解できない事が２点あり質問させて頂きます。 どなたか詳しい方ご回答お願いいたします。

Question

参考として日産リーフのグレードSの性能を参照しました。

①航続距離について
カタログでは
バッテリの容量 ４０ｋWh
JOC08モード 消費電力 １２０Wh/ｋｍ
航続距離 ４００ｋｍ

単純計算すると
400 ㎞ ÷ 24.4 ㎞/ｈ（JOC08モード） ＝ 走行時間 16.4h
120 Wh/km × 16.4 h × 24.4 ㎞/ｈ ≒ ４８ｋＷｈ

2割も下駄はかせてませんか？

②モーターの出力について
カタログでは
定格出力８５ｋＷ
最大出力１１０ｋＷ
消費電力 WLTC高速道路モード １７１Wh/km

WLTCの 平均時速が 56.7 ㎞/ｈなので
単純計算すると

１７１Ｗｈ/ｋｍ × 56.7 ｋｍ/ｈ ＝ 9.7 ｋＷ

一般的なモーターのトルク特性を考えると出力は回転数に比例すると
考えられるので最高速度時が最大出力になると思もわれる。
余裕を持って時速 ２００ｋｍ/h を定格出力としても

9.7 ｋW × ２００ / 56.7 ＝ 34.2 ｋW

モーターの定格なんて４５ｋWもあれば十分なのでは？

そもそも バッテリの容量が40ｋWhしかないのだから
85ｋWの定格でモーターが仕事したら30分以下でバッテリー切れになると思うのですがなんでこんな大出力が必要なのでしょうか？

もしくは私の計算どこか破綻してたらご指摘ください。
よろしくお願いいたします。

Answer 1

カタログをよく読んでください
消費電力 １２０Wh/ｋｍは"交流電力量消費率"です。
バッテリーの電力消費ではないです。

測定としては国土交通省の審査機関がシャーシダイナモに満充電にしたリーフを載せてJC08モードの運転パターンでバッテリーが切れるまで走行させます。
それから空になったバッテリーの充電を始めて壁の積算電力計で満充電になるまでの交流電力を計量します。
それが48kWhだったということです。
そこから48kWh÷400km=120Wh/kmと算出されています。
交流電力での普通充電は交流から直流へ車側で変換されロスが発生します。
48÷40≒0.83で充電効率83%程度ということです。
急速充電の場合は車には直流で充電するので、変換ロスは充電器側で発生し効率は95%程度となっています。

また、モーター出力はリーフのナビでわかります。
アクセル踏めば余裕で80kW以上になります。
道はきつい上りもありますからそれくらいの最大出力は必要ですよ
画像はバッテリー24kWhの旧リーフの電力消費計です。
フル加速したらモーター80kWまで振れますよ

質問者からのお礼コメント

消費電力と仕事とトルク
勉強し直すとなかなか面白いですね。
いろいろと今まで見えなかったものが見えてきました。
学生時代にこれくらい勉強に興味が持てれば良かったのですが。
残念。

Answer 2

車のバッテリーはスマホの様に5年とかでダメになってはいけないので保護領域が多めに取られています、その為40kリーフの実用域は35.6kw程度でアメリカのEPAモード240キロがほぼ正しい総走行距離となります。
走行中ずーっとモーターは消費しているわけでは無く惰性で走りながらエネルギー回生しながら走っていますし、アクセルの状態では回生も消費もしない滑空状態にもなります。
また変速機は付いてないですが減速機が付いています。

Answer 3

① 国交省審査時にはバッテリー容量が公称値より大きかったのだと思います。
実力が公称値より大きい事は珍しくありません。逆ならクレームになります。

② モーターに必要な出力は求める加速性能で決まります。
例えば、質量1500kgの車両を8秒で30/s(108km/h)まで加速するには、
走行抵抗を無視しても、
(1／2)×1500×30²／8＝84375W (84.375kW)
が必要です。
走行抵抗を考慮したら更に大きい出力が必要です。