管理人タイチ27「EVは内燃機関に比べて構造がシンプルになる」といわれますが、「流石に配線とか電気系だけは複雑になるでしょ」と思うかも知れません。僕の電気カブは元のカブより遥かにシンプルな電気配線になってしまったのでした。理由は、EVは電装品に必要な電力もバッテリーから取るだけなのに対し、従来車はエンジンで発電器を回し交流を直流に変換しバッテリーに蓄える、と言う仕組みが別途必要だからです。加えてエンジンそのものも電気を使います。ベースのカブはシンプルなキャブ車ですが、それでもCDI⇒イグニションコイル⇒スパークプラグと言うものが必要です。最低でもクランク角センサ⇒マイコン⇒FIが必要です。今時の四輪ならスロットルポジションセンサ、O2センサ、吸気温センサ、ATセレクタセンサ、...数え切れないほどのセンサ情報をECUが総合的に判断し、点火や燃料噴射のタイミングと量、更にはATの変速などを制御しているのです。して昨今のクルマは巨大な配電盤、若しくは動くLANみたいになっています。これをもって昔気質のカーマニアは「電気仕掛けのクルマなんぞに乗りたくない」等とのたまいますが、電気仕掛けじゃないクルマなんて昔から無いのですよ。EVの駆動系は、基本的にはバッテリー(含むPCM:充放電制御モジュール)、スロットル、コントローラ、モータだけです。内燃機関車は燃焼を電気でコントロールするのに対し、EVは電気モータを電気でコントロールする。どちらが率直か明白ですよね。前置きが長くなりましたが、右が我電気カブの中心となる駆動系の回路図です。この配線図はコントローラKellyのマニュアルにあった配線事例をベースに加筆しました。変更点はリバースコンタクタ(前進/後進切替スイッチ)が無いので消して、モータを直結した事。12Vの電装品を駆動させる為にDC-DCコンバータを装備した事です。以下、パーツ毎に解説します。コントローラコントローラとは、バッテリーから入力された電圧(ここでは48V)を、スロットル開度(電気信号に)に応じた電圧へ落としてモータへ出力する装置です。コントローラはガソリン車のキャブレターによく喩えられます。昨今のエンジン車で言えば、FIやECU、ミッションコントローラをひっくるめたような、非常に重要なパーツです。PCに喩えるとチップセットでしょうか(モータがCPU)。電圧を落とすといっても、昔の電車やおもちゃのクルマのように可変抵抗を入れて制御している訳ではありません。パワートランジスタで所謂PWM(パルス幅変調)を行います。ちなみに交流モータやブラシレスDCモータ(実質的には永久磁石型交流モータと同じ)では、電池の直流を交流に変換するインバーターの役割もコントローラが担います。コントローラのことをインバータと呼ぶ事もあります。僕が買ったコントローラは、Kelly社の中では一番小型・廉価なKDSというシリーズです。それでも、電気スクータに付いているものよりは確実に高性能・高機能な製品で、次のような特徴があります。ハイパワーMOSFETを搭載し16.6kHzで駆動LEDを繋げると、点滅パタンでエラーコードを表示ヒートプロテクション機能により50°C以上で自動的に稼動を制PCのSCASIポートに接続し、各種設定が可能。最後のプログラム機能は、専用のコネクタが必要ですが、KellyのサイトにあるフリーウェアをインストールすればPCと接続できます。設定画面は例えば右図のようなもので、ここではスロットルが反応する範囲等を設定します。してみると、ICEでは大変苦労してコストもかけて作りこむスロットルレスポンスのチューニングも、EVでは簡単にできてしまうんですね。スロットルスロットルグリップはKellyのサイトでコントローラと一緒に買いました。原理的には一般的なホール効果によりコントローラに信号を送るタイプですが、電気スクータのパーツ屋さんでは置いてない機種です。穴径は一般的なΦ22のハンドルバーにそのまま装着できます。カブのハンドルはスロットル側がΦ18という特殊サイズなので、プラスティックプレートを巻いて対応しました。長さについては、右(スロットル)側は奥まで差し込んでも、空間が開いて余ってしまいます(ハンドルバーが短いと言う意味)。これは、付け根のメカ部分の幅だけ、グリップだけのエンジンバイクのスロットルより長くなってしまうからです。それは同時に、元のバイクの操作スイッチ(カブの場合はウインカースイッチ)に指が届きにくいことを意味します。左のグリップは長さが足らず、奥まで突っ込んでもスイッチハウジングとの間に10mmほど隙間が出来てしまいます。これは単に、元のカブのグリップの方が長かったと言う事です。結果的に、左右で長さが違うアンバランスなハンドルになってしまいましたが、不思議な事に乗っていて殆ど違和感はありません。コンタクタ(接触器)コンタクタとは一種のスイッチですが、単純にバッテリ電圧(ここでは48V)の回路を開閉すると、火花が飛んで物理的ダメージを与える恐れがあるので、コイルを介して徐々に開閉する仕組みです。子供用のおもちゃ等よほど低電圧なもの除き、殆どのEVにはコンタクタが付いている筈です。このスイッチを作動させる為には微弱ながら電流が必要です。上の回路図の通り、バイパス経路に抵抗を入れて僅かな電力をバッテリーからコントローラへ供給しています。キースイッチの開閉によって、コンタクタに微弱電流を流すと言う構成になっています。そもそも、Kellyのコントローラがコンタクタの使用を前提としているようです。ちなみに、キックボード的な電気スクータの場合は、リプレイスパーツにコンタクタが見当たらないので、どうやらコントローラがコンタクタを内臓しているようです。DC/DCコンバータ駆動系ではありませんが、車体の電装品(照明やホーンなど)に電力を供給する為に、バッテリーの48Vを12Vに落とす装置がDC/DCコンバータです。一般にDC/DCコンバータは100ドル以上する高価なパーツですが、本システムでは入力電圧がEVとしては低めで、かつ出力電力が10A(つまり120W)以下でOKなので、25ドルで手に入りました(ただし送料が15ドル)。接続するかは、適当な事例が見つからなかったので自己流です。コンタクタでON/OFFしたいので、配線図のように駆動系と並列に繋ぎました。コンタクタをOFFしても抵抗でバイパスされているので、微弱ながら電流は流れます。試しに、12Vの出力にカブから取り外したニュートラルインジケータのバルブをつなげてみると、微妙に光ったり消えたりを繰り返します。コンデンサに電力が溜まると点灯し、使うと消えるからでしょうか。何れにせよこれでは、キースイッチをOFFにしてバイクを停車している時もずっと微弱な電流が流れている事になります(もっともコントローラにも同じことが言えますが)。別のスイッチを使って、12Vの電装系回路をOFFしてしまう構造にしました。冒頭の回路図の実物を机の上に広げたのが右図です。コンタクタはフューズと共にタカチのケースに入れてあります。これは防水と同時に、充電用のXLRコネクタの台座として使用するためです。全部繋げると流石にゴチャゴチャしてきましたが、これがメイン回路の全貌と考えるとかなりすっきりした配線と言う事が出来るかもしれません。合法的に公道を走るには、当然保安基準を満たす為の照明(ヘッドライト、ウインカー、ブレーキライト)やホーンが必要です。右図はカブのサービスマニュアルに記載された配線図で、マーカーで着色された部分が必要な部分です。基本的には、バッテリーの+/-端子をDC/DCコンバータの出力に繋げるだけです。先述したように、メインスイッチをOFFしても照明類(12V系)に微弱電流が流れてしまうので、これを避けるため照明類全体をOFFしてしまうスイッチを付けることにしました。最初は新たにスイッチを追加しようかと思いましたが、ちょっと気転を利かせて、不要になったポジションライト(プレスカブの手元を照らすライト)のスイッチを流用する事にしました。マークされていない部分はEVにとって不要です。具体的には発電機、レギュレータ、レクチファイヤ、CDI、イグニションコイル、キャブヒータ等エンジン関係の電装品です。この図ではマークしてしまってますが、ニュートラルランプやギアポジションランプも不要です。冒頭で述べたように、これらエンジンの為の電装品を外すと随分シンプルな回路になるのです。実際の配線も引っぺがしましたが、感覚的にもケーブルが半分くらいになった位のすっきり感です。17:27はじめまして。興味深く読ませて頂いてます。750w)を乗っています。アクセルコントロールがとても難しく、どうにかしてやれないものかと検索したところ、Kelly社のコントローラに交換して対応されている方を見つけました。苦手な電気の事、ましてや英語での説明でしたのでチンプンカンプンでしたが、なんとか理解できたKelly社のKDSってワードでこちらに辿り着く事ができました。22:47OSETさん、はじめまして。コメント有り難うございます。お子さんの電動バイクの件ですが、検索してみたんですがこれですか?http://www.oset.jp/products/16ex.htm正に”『レスポンスが良すぎる』と言っても過言ではないスロットルフィーリング”と書いてあるので、わざとそういうセッティングにしてあるんでしょうね。トライアルだからウイリーしやすいようにとか?なので、Kellyのコントローラに替えたら、確かに扱いやすくなる可能性は高そうですね。そのバイクのコンセプトに合ってるかどうかは別として。具体的にどの型番のパーツを揃えれば良いかはアドバイスしかねますが、幾つかヒントを書き出してみます。コントローラ選びはマシンの電圧と電流で決まります。直流モーターか交流モーターかで製品ラインが全く変わりますが、お持ちのバイクは直流のようなので、以下直流の場合について書きます。電圧はバッテリーの総合電圧(このマシンは12*3=36のようです)に合わせれば良いと思います。電流はちょっとややこしくて、最大何A流れるかはマシンと使い方次第ですね(例えば駆動輪を完全にロックしてしまうと、回路はショートするので電流は無限大)。付いてるコントローラの電流スペックを調べるか、それが判らない場合は、何処かに付いている過電流保護回路(ブレーカー)の作動電流に合わせるくらいですかね。00:00長くなるので、コメントを分けました。次にスロットルですが、コントローラによって対応する方式が異なるので(KDSなら0-5V入力)、元々付いているものがケリーコントローラーに適合するか確認する必要があります。その点、ケリーのサイトでスロットルも一緒に買うのが確実ですが、その場合はバイクのハンドルバーの直径や掴みシロに合うか確認する必要があります。あと、コントローラを作動させるために、5Vとかの電圧を掛けてやる必要がありますが、通常は駆動用バッテリーから抵抗などを使って減圧して所定の端子に繋ぎます。私の場合は、メインコンタクタ(キースイッチで操作する電気式メインスイッチ)を一緒に買って、ケリーのサイトにあった回路図(上図)通りに繋いだだけです。OSETのバイクは元々コンタクタが無く、機械的なメインスイッチがあるだけかも知れませんが、元々付いてるコントローラにも制御用電圧は付加されていた筈なので、その回路が流用できるかも知れません。コントローラがメインスイッチを内蔵したタイプなら、ケリーでコンタクタも買って回路図通りに繋ぐか、5Vの電圧を取り出せるように自分で回路を作るかですね。何れにせよ、多分ここが一番ややこしいポイントになりそうです。OSETのバイクにケリーコントローラを付けてる人の事例がネットにあるなら、それを見るのが一番確実で早いと思います。10:06タイチさんご返信ありがとうございます。自分なりに調べたりしてみましたが、私にはちと敷居が高過ぎるようですf^_^;電気の知識が浅い為なかなか理解に苦しんでいます!タイチさんがお調べくださったまさにそのバイクに乗ってます。海外のサイトでどのKellyの型番を使用するかまではわかったのですが、語学力の壁もありその先に進めない状況です。Osetの各モデルスペックをみてみると上位モデルの一部には36Vで48Vのモーター、コントローラを使用しているモデルもあるようです。02:10コントローラはEVのキモなので、ある程度は電気の理屈が判っていないと、全く別の機種に付け替えるのは難しいでしょうね^^;そしてそれをどう実装するかについても、9割以上が英語の情報でしょう。レスポンス調整機能については、実は私も付いてないのかとふと思ったんですが、上位機種からだったんですね。ご提示のページによると、コントローラは36V*60Ahとあるので、スペック的にはお持ちのモデルに十分適合すると思います。他の部分の仕組みが違うかも知れないので、ポン付け出来るかどうかは解りません。販売店(輸入代理店)に聞いて、そこで判らないと言われたら、やはりネットでDIY情報を探すしか無いですね。その場合はまあ英語でしょうけど^^;このメーカーのバイクが日本でも割とポピュラーなら、もしかしたら日本語情報もあるかも知れませんが。10:30どうもアメリカでニッサンリーフに乗っているものです。やったら航続距離を伸ばせるかで今関心を寄せているのがハブモーターを増設し、ホンダのマイルドハイブリッドのように本来のEVシステムと別系統のモーター駆動を考えていて、いろいろウェブで検索していてこのサイトにたどり付きました。18:20オレゴンからアンコさん、コメント有難うございます。アメリカではハイブリッドカーやEVを改造して乗っている人が結構いるみたいですね。元も子もない話をすると、EVのレンジに関係するのは電池の鮮度と容量、車重、ドライビングモードだと思います。私の電気カブも3-4年でレンジが半分以下、つまり電池容量が半分以下になってしまいました。大手メーカーのEVはもっと電池に優しい仕組みでしょうが、それでも5年乗ったら当初容量の7割程度になると考えた方が良いと思います。電池を交換したら当然元の容量に戻りますが、安いクルマ一台買えるほどお金がかかりますしね。容量が減る前提で、大容量バッテリーを積んだクルマを買うのが一番確実で経済的な方法だと思います。今、中国から電動キックボードの部品を買って、電動バイクを組み立てようとしています。モーターは前後1600w、コントローラー2台で、アクセル付きメーター、駆動切替、ライト、ライトホーンsw、モーター以外全て配線済みの状態で納品してもらいました。電源キーが含まれていなかったので、別に購入しましたが、接続方法がわからないので、ヒントをいただければと思い、コメントした次第です。https://attach5.yahoomail.jp/ws/download/mailboxes/@.id==VjJ-Tmc4yJicaZhB1zjHR66TVGkxAF9eeLLcI7xkicLK_apD1NLSqLW9xMbcA97xxk5nCLLSaMonPs7o3HMXHwp_yg/messages/@.id==ABjWYWQAAE3LXRWw6A5AcPqjCmU/content/parts/@.id==2/raw?appid=YahooMailIPhone&ymreqid=81c2ab80-9a0a-11e9-c000-7ceeddcf3208&f=7000&token=zitEzqOML3j84e6ealFTT5U7-km5qEQF52lp7AcCuBZDyUQ20TyRTYkIbh4RI2GDcKwt7ZsuCOk_Hi46yOfBkusRYXrmqxFEg2GcVJqMRbo上のURL画像は、購入した部品ですが、1~6の配線が余っていて、このどれかに繋げるのではないかと思っています。壊れても自己責任なので、画像を見ての見解などコメントいただければ助かります。16:35上の続きです。実際に電源を繋いだら、上の画像の状態で電源は入りました。それで、下の画像赤丸の、線をショートしているコネクターを抜いたら電源が切れました。キーを繋いで、on.offさせたら正常に動作していますが、どうなんでしょう?配線図等はありません。21:31マルティニさん、コメントありがとうございます。配線の件、私に判るか自信がありませんが、取り敢えずリンクを貼っていただいたページにアクセスすると、エラーメッセージが出て画像は見れませんでした。様コメントありがとうございます。画像を直接貼りたいのですが、Android端末のギャラリーからコピーするやり方がわからなくて、メールに添付させてからコピーしたら貼れたので、それを載せてしまいました。22:24成る程、そういうことですか。当ブログのシステムでは、コメント欄に画像を貼り付けられないんですよね。Googleフォトはお使いではないですか?そこに画像をアップロードしてURLを貼って頂けたら見れる筈ですが。22:32ちょっと色々やってみます。出来ないかもしれないので、遅くなった場合、都合の良い時にまたコメントいただけたら幸いです。07:55すみません、何故かアンチスパムに引っかかって非承認になっていました。07:57試しに私のGoogleフォトの写真を貼ってみます。何か設定があるんですかね?因みに、私が貼ったやつは私もエラーが出て見れないです。09:05もし見れなかったら、私にメールを送っていただければ、画像を折り返し送りたいと思っています。周りに相談できそうな方がいないので、タイチさんが頼りです。10:26現状なんですが、電源キーの件は、中国の購入した店に問い合わせたら返事が来まして、今接続している配線で間違いないとのことでした。それで今は、モーターに繋いで動かそうとしているのですが、アクセルをonすると一瞬だけ動いてそれ以上動いてくれません。モーターは前後共に、60v、1600wで、コントローラーはAとBがありまして、共に60v、37ahの仕様です。ちなみに、バッテリーに繋いでいるのではなく、60v、18ahまで対応の菊水の安定化電源に繋いでいます。チェーン駆動の2000wモーターの車体もあるのですが、こちらは安定化電源で普通に動きます。ホイールハブモーターの方は、アクセルonで一気に電流が跳ね上がって止まってしまい、一瞬動いたあとは、カチッという音はしますがモーターは回りません。手で少しモーターの回転位置を変えると、また一瞬だけ回ります。コントローラーとモーターは同じ車体に使われているものを購入しているので、問題ないとは思っています。考えられる原因がありましたら、アドバイスお願いします。12:01その後、安定化電源ではなく、バッテリーに接続してみましたが、結果は同じでした。動きたいけど動けないような感じです。15:05試しに、モーター側の回転検出センサーの配線、黄・緑・青を黄・青・緑の順番に変えて見たところ、正常に回るようになりました。購入時に、モーターの配線はカプラに組まれていなかったので、当初、コントローラー側の色に合わせて配線した結果、回らない状態になっていました。一応、電源キーの問題と、モーターが回らない問題は解決しましたが、航続距離の問題を補う為に、小型のレンジエクステンダーも購入しています。https://m.intl.taobao.com/detail/detail.html?id=578220015003これについては、バッテリーがリチウムイオン電池なので、下手に扱うと発火の可能性があり、急速充電として使って良いものか、またはバッテリーレスで使えるものなのかも良くわかりません。説明書には、バッテリーが空の時は、電圧を90vくらいに上げると書いてあります。タイチさんはどのように考えられますか?お時間がある時にコメント頂けたら幸いです。23:38最後の写真は見れました。配線の件は自己解決出来たという事ですね。次の件、「レンジエクステンダー」というのはリンク先を見ると、エンジン式の発電機のようですね。これを電動バイクに搭載して走る(シリーズ・ハイブリッド)ということですか?先ずスペース的に構造的に発電機をバイクに搭載できるのかという問題がありますね。電気的には、リチウムイオンバッテリー(LIB)にはバッテリーコントローラという充放電の電流・電圧を精密に制御する装置が付いているはずです。バッテリーコントローラには印加して良い電圧の範囲があるので、発電機やACアダプタ(チャージャー)の出力がそこに収まっていれば原理的には充電できる筈です。(因みに模型用などの小型のLIBだとバッテリーコントローラとACアダプタが一体になってる事が多いようですが。)ただエンジン式の発電機の出力電圧がどのくらい安定してるのか、安定してないのか私にはよく分かりません。上述の搭載スペースも考えると、もっと大容量のLIBにして普通に家庭用の電源プラグからACアダプタを介して充電する方が安全で確実な気がします。02:22コメントありがとうございます。レンジエクステンダーについては、興味本位の部分が大きいです。脱着可能で、短距離の移動と長距離をわけて使用出来れば理想かなと思いました。バッテリーは国内品は高いですし、輸入するにしても輸送が厳しくて、大容量のものを手頃な値段で購入することが難しいです。長距離を走れる可能性と、手頃な値段だったこともあり、試しに購入してみました。一応インバータで整流していて、電気の供給は自動でon.offする機能はあるみたいです。車体はモトコンポをイメージしており、足もと部分の空間に発電機、または収納ボックスが入るよう加工したので、搭載出来る仕様になっています。充電の仕組みについて、専用の充電器は67.2v-2ahなんですが、レンジエクステンダーの方は、電圧設定式で48v~90v-15ahという仕様です。いうことは、電流は常に15ahで供給するのでしょうか?それともアクセル開度に追従して電流は常に変動するのでしょうか?アクセル開度に追従するなら、バッテリーを通さず、発電機から直接モーターを動かしたいです。06:20バッテリーの輸送が厳しいというのは、通関が厳しいということですか?私が中華LIBを輸入したときも、日本の税関で確か1800円ほど取られましたが、手続き的に面倒な事は無かったですよ。今は規制が強くなったんでしょうかね?発電機が電圧設定式なら、バッテリー側のスペック(判らなければ専用の充電器の電圧)に合わせたら使えそうですね。Ahというのは電流の単位ではなく電流x時間ですが、何れにせよ充電レート(電流値)を決めるのはバッテリー(コントローラー)の方です。いうのも、LIBのセルは充電レートが厳格に決められており、数mAでも狂うと壊れたり事故に繋がります。それを制御してるのがバッテリーコントローラですが、そこに規定値以上の電圧をかけてしまうと、耐えられなくなって充電電流がオーバーしてしまうということだと思います。アクセル開度に応じて発電機からバッテリーへの充電レートが変化するような制御も有りえません。バッテリーをパスして発電機から直接モーターに電力を送るような方式は聞いたこと無いですね。カーメーカーのハイブリッドも必ずバッファとしてのバッテリー(稀にキャパシタ?)を介してます。しないと多分、スロットルレスポンス的に使い物にならないでしょう。第一バッテリをパスしたいなら、普通は発電機(エンジン)で直接車輪を駆動しますよね。21:58ご回答ありがとうございます。レンジエクステンダーについては、知識が無いうちはやめておこうと思います。バッテリー輸入についてなんですが、タイチさんは普通に購入、輸送できたんですね!私は、代行通して購入しようと思いましたが、中国の代行はどこも受けてくれませんでした。リチウムイオンバッテリーの知識があれば、中古のセルを買って組電池を作りたいですが、私にはハードルが高いです。あと、今ある電動キックボードですが、ホイールにシマノの内装ギヤを埋め込んで、3速ギヤに改造しています。燃費というか、電費が良くなるだろうと思っていたら逆に悪くなりました。(体感で10%程)ノーマルだと、ダイレクトに繋がっているので、アクセルオフでもチェーンやモーターは回りますが、シマノのギヤを組むと自転車と同じようにタイヤは回っても、チェーン等は止まったままになります。アクセルを戻すと車体は動いていても、モーターは完全停止してしまので、再度アクセルを開けた時の動き出しで電気を食ってしまっているのかなあ、と素人ながら思いました。それとも単純に、ホイールが重くなったり、メカロスが原因なのかもしれません。アクセルオフの時ってダイレクトに繋がっているとモーターは回っていますが、回生してるわけではないですよね?電気的な部分の効率だけ考えると、ダイレクトに繋いでいた方が良いのでしょうか?乗っている分には、加速もスムーズですし、高速も伸びて、ギヤ付きの方が効率が良いように思えます。アクセルのオンオフは多いです。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。