ホゲフガな部屋 2014年11月
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結局、いつもの時間に目が覚める。で、この日記もどきを更新する。。まだ身体ガタガタなので、ゆっくり休養日に。
各種記録映像などは、後日整理しますので、お楽しみに。
おっと、電流変換に対する間違い発見。よく隠れてたな。。
本日、11/17に、決勝の正式リザルトが発表になっていますね。今回のレースは周回数ベースで順位が決定された模様で、我がチームは、4位でした。1位のfermataは、平均時速30.516km/hをマークしており、TOPスピードは、40km/h Overでは無いかと想定。3直2並の18ターンでモータの機械回転数は2200rpm程度になると想定され、スプロケットの変更なしでドリブン16Tとすると、41.7km/hになる。今回のレース結果と合致すると考えてます。
今回のTyun01では、ドリブンのスプロケットを18Tに変更していて、機械回転数1400rpmでは、29.8km/hとなる。これもレース結果と合致。本来1800rpmまで回す予定だったけども、11/15の記事の通り、直前にパラメータ変更したのが。。1800rpmでは、38.4km/hとなり、、＜以下省略＞
コースを含めたシミュレーションの精度を上げて行く必要性を痛感。この車体での基本的な考え方は、トラ技エレキ工房No.3の記事で解説されていること。コースを含めたシミュレーションの考え方は、トランジスタ技術2014/11の記事でかなり詳しく解説されている。
話を戻して、、、今回の袖ヶ浦レースでは、4周出来れば良いと考え、周当たり130Wh/4 = 32.5Whの電力量を使って周回する事を考えていた。使える電力量は、WEMで使われたバッテリー(FBのFPX1275)の30分放電率での電力量130Whを参考にしている。優勝チームは、5周。ということは26Wh。おそらく次回のレースでは、7周が優勝ポイントになるのではないかと睨んでいる。ということは、4分17秒のラップタイムで、18Wh周しか使えない。この車両で実現可能な数字なのであろうか。。。要検証。
ちなみに、Tyun01で使用した電池は、FIAMM製のFGH20902 12V9Ahです。
5:00起床。昨晩、ちらかしていた荷物はまとめてあったので、ゆっくり朝ご飯。6:00に出発準備開始。意外に早く終ってしまったので、6:30まで自由時間。朝焼けが綺麗な空を見つつ、レース場に向かう。7:00すぎにピット裏に到着。受付を探しつつウロウロして、無事発見。受付していただく。時間計測用のトランスポンダを受け取る。
今回のレースの参加車両は、全部で8台。ゼッケンは、申し込み受付順に番号が振られていて、TYLABのTyun01は02番。準備をしつつ、イロイロな方とお話し。今日は、レース以外にも、レース場のスポーツ走行枠があり、ガソリンバイクが爆走。すげー速い。音も凄い。
本番前にEDLCのプリチャージの予行をしてみる。昨晩と同様に、問題なくできた。折角チャージした電荷を、電子負荷で抜く。
一応レギュレーションでは、車検終了後から、レース開始までの間に、プリチャージできる説明になっていたが、現場では11:30から解禁ということになった。ちょうどこの時間帯は、EVカートのレース中。後ろ髪ひかれつつ、作業開始。
まずは、31.0Vで充電していた本番用バッテリを車両に搭載。ゴムクッションが10mmと厚く、ただでさえ悪い作業性が、劣悪に。2個の電池をつなぐ短い5sqのケーブルが固く、振動で抜けそうになるので、予備バッテリで使っていた3sqのケーブルに変更。ヒートシンクとの短絡防止と抜け止めに、養生テープで固定。準備にやや手こずったが、5分押しでプリチャージを開始。電流制限は、電子負荷の都合で1000mAからスタートして2000mAで実施。電子負荷に20Wの電力制限があるため。レースの準備完了。
EDLCを定電流充電中。もっと電力を有効に使える予定だったのが、、平均12V 2A 5分とすると、2Whが熱に。もったいない。年代物のマルチメータ活躍。
いよいよ、コースイン。手でカートを引いて、コースに入る。。このレース場ではめったに見られない、シュールな光景。
グリッドについて、、レーススタートを待つ。
グリッドから人がいなくなり、いよいよレーススタート。2番グリッドを得ていたが、、あっという間に追い越しされる。。あ〜、電流絞りすぎた。
この車両では、モータの電気角をホールセンサから推定しているので、停止状態では、現在の角度が判らない。これでは、電流ベクトル制御できないので、まず120度方形波駆動でモータを回転させる。用途が用途なので、低速領域に限定している(これがネックに。。) 他にも、制御なしで正弦波駆動する方法がある。この方法では磁極位置はおかまい無しに、磁界を回転させる。成り行き任せのフリーラン。一旦は試したものの、その時は、トルクが全然得られなかったので、不採用とした。最終的に制御パラメータが変わっているので、もしかしたら使えるかもしれない。
方形波駆動で動き出すものの、ベクトル制御を用いた180度正弦波駆動に切り替わると、トルクが全く出ない。メインストレートは登り勾配になっており、方形波駆動領域の速度(6km/h程度)でガマンの子。どんどん抜かれる。2コーナを抜けて、下り勾配。一気にベクトル制御領域まで回転数が上がり、水を得た魚の様に、ガンガン飛ばす。メータによると最高速度32.7km/h。3コーナ手前から4コーナまでで、回生ブレーキを使ってエネルギーを回収。CAN通信を使ったロガーのLCDには、-20Aぐらいの数字が見え隠れ(数字の絶対値は後で検証が必要だが。-12A程度が正しい値)。とにかく、うまく回生できている様だ。バッテリ電圧も気持ち回復。
5コーナまでの登り坂がつらい。方形波駆動領域まで失速して、カメの歩み。7コーナを抜ける頃には、またベクトル領域まで加速。最終コーナ手前までは、快調に走る。。がまたもや、最終コーナで失速。メインストレートでは、10km/h出てない位。1周目は様子見のラップで、ロガーのLCDに出てる電流値をガン見しつつ走行。1周目は8'56.46だった。とてもガクガクした速度での走行だ。予選なしの、一発勝負だったので、調整する余地も無く。事前に走行する機会も作れず(イイワケ！聞き流して下さい。。)。
2周目、3周目はまわりの風景も楽しみつつ、亀の歩み部分では、ストットル開けすぎない様に気を付けつつ。それぞれ、7'53.20、8'27.19でラップを刻む。4周目突入時は、レース開始後26分は経過していたハズで、電池の残量もかなり危険水域まで落ち込んでいる。積算電力130Whを越えていたハズで、そろそろ限界のハズ。120度方形波駆動時は、かなり電流食うため、カメの歩みをさらに遅くしての走行。1周10分以上かかっての周回。なんとかたどり着き、チェッカーを受けてゴール。ちょっと感動。
チェッカーを受け、車両保管所にて。歓談中。結局、この2台が、ゴールのチェッカーを受けたのだ。いやぁ〜、チェッカーを受けた喜びを忘れぬ様。。次回に挑みます。
レース時間36'15(正規タイムでは35'56.835)。ゴールチェッカーを受けた車両は、8台中2台。Tyun01のラップは4周。もう一台のチェッカーを受けた車両(MITSUBA-2WD-SPECIAL)は5周(レース時間33分代)。チェッカーを受けた(くどい..)完走車では、2台中、2位。積算電力は160Wh(後に正しくは98Wh)、平均速度15.6km/hであった。最終電池電圧20Vそこそこで、ほぼ放電限界。尚、プリチャージ完了後、レーススタート時は25.5V程度だった。
コース途中で止まって、リタイヤしている車両の横を、カメの歩みで通りすぎるのは、なんだかとても申し訳ない気持ちでイッパイだった。暫定順位では4位とのことで、表彰台にあがれず。リベンジを誓う。。けど、完走した車両に優先権ないのかな?と、帰宅してから競技規則(暫定)を読み返して思う。もう遅いけど。
荷物を車に撤収して、レース場を後にする。さて〜、大阪に戻るぞっと。
高速では事故渋滞にハマりつつも、我々自身は事故も無く、無事に車をレンタカー屋に返却できた。24:00をすぎて、無事帰宅。寝る〜。
一緒にこの弾丸ツアーに付き合って頂いたIさん、ありがとう！！
朝、6:00起床。寒いなぁ、布団が恋しい。。という状況を振り切って、布団から脱出。冷えてます。トーストに、卵とタマネギの炒め物＋コーヒーで朝食を済まし、集合地点に向かう。
11/16に千葉の袖ヶ浦で行われるCQ EVミニカート袖ヶ浦レースに出場するのだ。車両の運搬を、バンタイプの乗用車で行うため、レンタカー屋に向かう。運転手交代しつつ移動するため、乗用車のドラーバーが二人セットで移動するのだ。
受付を済ませ、イザ出発。アパート側の狭い道をクリアして、荷物を積み込む。8:41出発！ 工具セットに、デバックツール一式を積み込んで、いざ出陣。今回、インバータを壊す可能性が」高いので、FETにドライバIC、高W半田ごてなど、山盛り積み込む。が、後で、チョイスが足りなかったことに。。。
門真から高速に乗って、一路千葉を目指す。道中、渋滞にハマる事無く、無事宿に到着。
富士さーん！雲で隠れてます。
海ほたる到着。。
まだ、陽があったので、宿の敷地内で、カートの動作チェックを行う。。が、悪夢の始まり。EDLC(電気二重層コンデンサ)をプリチャージする定電流電源を、今回AVRマイコンを使ったデジタル電源で作り込んでいたが、、これが潰れてしまった。。。当初プリチャージの電流制限用にメタルクラッド抵抗を予定していたが、定格50Wの抵抗が熱々になる=電力が熱になって勿体ない。エコじゃない。ということで、スイッチング式の定電流電源を企画してみたのだ。
とりあえず、ケースを開けてみて、、もの凄い壊れ方を目の当たりにして、唖然。MOS FETの足が宙ぶらりん。モールドが燃えてエラいことに。2段階で壊れた模様で、LowSideのFETが短絡故障し、その次に、HiSideのFETがオープン故障。何となく表に出ていたので、荷物に放り込んでおいたFETを使って修復を試みるが。。回路を追って行くと、ドライバICも潰れていることが判明。この部品は持って来ていなかったので、復活させることが不可能に。頭を冷やすため、晩飯に出かける。ここで、20:48。
見事な焼けっぷり。滅多に無いと思われるため、晒してみます。左のLowSideのFETが短絡故障し、、その次に左のHiSideのFETが燃えたというわけ。
食事しながら、メンバーとミーティング。まずレースで走行することが大切だ。ということになり、EDLC無しの構成にカートを組み替えて、動作チェック。若干登り勾配のある10mをかなりの勢いで飛ばせることを確認したが、、、インバータのDC電流ももの凄い事になっていた。瞬間100Aを越える電流を流しているログを得る。いくらなんでも、30分のレースを完走するのは、難しいであろう。という判断で、電流を絞る方針に変更。後になって、思い返すと、今使っている電流センサは、-51Aから51Aの測定ができる仕様。気づけば良かったのだが、定電流回路を潰してヒートした頭ではそこまで、回らず。何かが間違っているハズ。
変調率を若干下げて、MCU内蔵のフラッシュROMに書き込む。いい時間になってしまったので、チェック走行は実施せずに、明日、レース場でチェックすることに。変調率を140％から120％に若干落とし、iq電流指令値をスロットル値MAXで、40Aから30Aの指示に変更。今回、イロイロな都合で、スロットル値をトルク指令ではなく、直接iq電流指令値に使用しているので、こんなことになっている。
無負荷で空転させてみると、モータ機械回転数が1800rpmから1400rpmまで落ちている。ちょっと渋い。時速にして30km/hほどになる。
EDLCをどうにか使えないか？と知恵を絞り、プリチャージが安全に出来れば問題無い。という結論に至り、EDLC放電用に持って来ていた、電子負荷を使うことに。この電子負荷は、各部から完全にフローティングになる様に設計している。バッテリーの電流を制限する使用方法にも使えると判断。潰れた定電流電源の代わりとして使用することに。まずは、予備実験。安定化電源+電子負荷+EDLCで電流制限をかけながら、プリチャージが完了することを確認できた。EDLCが使えるメドがたった訳で、これで、回生した電力を効率よく回収出来るハズ。
そそくさと、車両にセットアップ。EDLCを納めたケース(難燃性のポリカーボネートシートで構成。塩ビシートだと発火時に怖い)をベルクロでしっかり固定。がたつかない様にゴムクッションシートをしいておく。尚、試走時に鉛電池もガタガタいってたので、同様にゴムクッションシートを入れておいた。
24:00をまわりそうだったので、入浴して就寝。明日は5:00起きだ。
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