レース2日目

レース2日目は天候にも恵まれ，SALESIOはとても順調に走ることができました。

朝6時から充電などの作業を始め，8時にレースがスタートしました。
私は主に，ドライバーのサポートをしている先輩の手伝いをしたり，太陽電池が熱くなりすぎるのを防ぐ噴霧器の使い方の説明を聞いたりしました。

ドライバーのサポートをしている先輩の手伝いは，各ドライバー用の水筒を用意することと，ドライバーが脱水症状が起きないように定期的に水分の摂取を促したりすることです。

水筒はドライバーによってスポーツドリンクの濃さを変えます。
そのため，ドライバーが交代するときに水筒の交換が上手くいかなかったり，水筒のチューブが正しくつけられていなかったりしたために，走行途中に飲めなくなってしまったりすることがありました。

今後，明日からのレース中に同じ失敗をしないよう気をつけていきます。

太陽電池の散水はパネル自体に影をつくならいようにしつつ，低い姿勢で素早く全体に噴霧器でかけます。

私は今日初めて噴霧器を使ったので，ピットに入った時には他の人も作業しているのでどうしていいのかや，圧力のかけ方，散水をしてはいけない場所など，分からない事がたくさんあったのですが，先輩の説明を聞いて太陽電池について知ることができたこともたくさんあったので良かったです。

また，午後からは大会の運営のボランティアを行い，他の高校・高専・大学などの方々とお話したり，コース内を車で移動したり，すぐ目の前をいろいろなチームのソーラーカーが走って行ったりと，普段できないような事があり，とても楽しかったです。


明日はレース最終日です。
気合を入れて頑張っていこうと思います！


1年　佐藤

レース1日目

今日でレース1日目が終了しました。

私達が持っていたステッカーの作業ですが，まだ貼りきっていなかったので車検やレース後の充電の合間を縫って終わらせました。

貼ったのはキャノピーの部分のURLで，これまで貼ってあった見せかけのセル（シール）を剥がすところまではもう終わり，今日は残ったベタベタを取るためにエタノールで拭いたり，
場所を調節したりするところから始めました。

このステッカーは，キャノピーの開閉する部分に丁度かぶってしまうので，切って2つに分けて貼りました。

作業できる時間が少なく慌ただしいなかでしたが，引率しているデザイン科の先生にも手伝っていただき，無事貼り終えることができました。





計画していたなかで，まだ作成を始めていないステッカーもあるので，夏休み中にもう一度
他の部分のステッカーを作ろうと考えています。






作業が終わったあと，以前制作した電動カートに乗って運転しました。
思ったよりもスピードが出て，これはこれは楽しかったです。

一年　佐藤，中村

MODELAでコネクタ取り付け穴を切削加工

MODELA"MDX-20"というRoland DG社の3D入出力装置をソーラーカープロジェクトで保有しています。


この装置は3D CADでつくったデータを元に、装置がエンドミル（ドリルのような刃）を自動で動かして実際に物をつくってしまう便利な装置です。小さなマシニングセンタです。


また、まだやったことはないのですがスキャン機能もあり、装置の中にスキャンしたい物を入れると、針のような物で上からつっついて、その高さのデータを元に3D CADデータを出力してくれます。

MODELA MDX-20(2011年撮影)

MODELAで木製のジグを切削中(2011年撮影)

今回は、このMODELAをコネクタ集合ボックスのコネクタ取り付け穴の切削に使用しました。
タカチ社のアルミケースの蓋に加工を行っています。
装置への固定方法がガムテープですが、これでも十分に固定が可能です。

2012.07.19　MODELAでアルミケースにコネクタ取り付け穴を切削加工中

手前のD-sub用のコネクタを手で突っついてみて、

残り0.1～0.2[mm]程だと言うことを確認し、切削を終了しました。

2012.07.19　コネクタ取り付け穴 切削完了

掃除機でアルミの粉をどかした状態です。

D-sub(25,15,9)の他にMolex3191-12 Molex5559-(02,04)のコネクタ取り付け穴もあります。

薄皮一枚で穴がふさがっているので、マイナスドライバーなどで破って、バリはヤスリで落として、仕上げます。




今まで、コネクタ取り付け穴加工は
ドリルで沢山穴を開けて、棒ヤスリで削って・・・と手で加工していました。

この方法だとあまり綺麗に出来ないし、時間も掛かります。


MODELAが、ソーラーカープロジェクトにきてからは簡単に綺麗に、
時間も余り掛からずに出来るようになりました。

ちなみに、今回の加工時間は、あまり正確に把握はしていませんが２～３時間くらいだと思います。





MODELAの制御ソフトは、"MODELA PLAYER"(ROLAND DG社)を用いず、"NC-MODELA"(三上ロボット工房様)を用いました。


"MODELA PLAYER"は、3D CADデータをから切削軌道を自動でつくってくれます。
複雑な形状の物をつくるときは大変便利です。
しかし、自動でつくった切削軌道は、最適な軌道ではない場合もあり、切削に時間が掛かります。


"NC-MODELA"は、マシニングセンタなどの制御でも用いられるNCデータ（G命令)を元にMODELAを制御します。
NCデータは、CAM(CADをNCデータに変換するソフトウェア）を使えば簡単にできますし、
自分でうちこめば最適な切削軌道をかくこともでき、切削時間の短縮もできます。


今回のような2D CADの投影は、"NC-MODELA"が適しています。



今後は、複雑な形状の3D CADを切削し、CFRPの型にしたり、
集塵システムを自作して、CFRPを加工したり、
生基板を切削して、基板作成をしたりなんてこともやってみたいと思っています。



3EE 浅野

こっそりURLを・・・

後ろ側だけこっそりURLを貼ってきました
心配していたよりは綺麗に貼れました．

ちょっと曲がってるのは気のせいですよ？

写真撮影しました！

天気が良くて発電日和・・・じゃなくて撮影日和でした．

こんなかんじで写ってきました
実は何の撮影か知らずに一番恥ずかしいところに写った自分です．(笑)
中学生向けのパンフレットか何かに使うそうです・・・・

Li-ionバッテリのセル計測システムについて

Li-ionバッテリのセル計測システムについて

23年度の下半期より導入したLi-ionバッテリのセル計測システムについてご紹介します。

バッテリセル計測システム システム概要図

バッテリセル計測システムは、バッテリユニットの充放電特性試験の際に、バッテリセルの各端子電圧をマルチプレクサ(MUX)とデジタルマルチメータ(DMM)を用いて測定、メインプログラム(LabVIEW)にて記録することで、バッテリセルのあらゆる計測を可能にするシステムです。


以前は、手計測や自作マルチプレクサを用いて測定を行っていました。
14セルの端子電圧を手計測で行うには、限界がありますし、データに同期性がありません。
自作マルチプレクサによる方法では、リレーのノイズが計測値にのってしまう、
開閉のタイミングがズレてセルを短絡させてしまうなど、測定は難しいものでした。


そこで、信頼性の高い計測器として、
データ収集／データロガー・スイッチ・ユニット(34972A/Agilent)を導入することで、
確実な計測を行うことが出来るようになりました。

2012.06.28 充電特性試験中の端子電圧のモニタリング

'11バッテリセル計測システム フロントパネル(LabVIEW)

１秒毎の電流測定・バッテリセルの電圧測定、記録、監視、異常電圧の警告、積算電力量計算を行っています。
これらのデータは、バッテリユニットを構成する際のデータとして活用しています。



また、この計測システムを導入してから分かったことがあります。
バッテリユニットの空冷ファンが冷却ムラを生じさせる場所についており、
セルの温度差異によって積算電力量に差が生じたり、セルバランスを悪化させたりするのかもしれないということが分かってきました。

そこで、フィルム状のサーミスタを用いた温度分布の計測システムも追加してさらに追求していく予定です。



最近の放電特性試験の様子です。

2012.07.14 本戦バッテリボックス  8h放電特性試験

本戦バッテリユニットに構成するパックがほぼ決定したので、レースを想定した8時間率(0.125[C-rate])の定電流放電特性試験を行いました。


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3EE 浅野

Li-ionバッテリの直流内部抵抗測定について

Li-ionバッテリの"直流内部抵抗測定"について

バッテリユニットを構成する際にセルの特性を調べて、似た特性同士を組み合わせると前の記事で言いました。
今回は、その特性を調べる方法の一つとして、直流内部抵抗測定についてご紹介します。

2012.07.07 4.2[V]時の直流内部抵抗測定の様子

直流内部抵抗とは、バッテリセル内に入っていると仮想している直列な抵抗成分のことで、
電流が流れると内部抵抗によってセル内部で電圧降下が発生するので、端子電圧と起電力に差を生じさせます。

直流内部抵抗を揃えた組み合わせでバッテリボックスをつくることで、
直列接続セルの端子電圧のばらつきを最小限におさえ、過充電、過放電を防止できます。


バッテリボックス運用時は、
内部抵抗による端子電圧のばらつきを考えて、多めのマージンで早急に充放電をストップさせます。




例えば、放電中のセルの電圧が3.0[V]になったら空っぽの状態だとします。
3.0[V]以下になってしまった場合(過放電)は、セルが故障してしまいます。
では、セルが3直列のユニットを考えます。

3.0[V]×3(直列)で、ユニットの電圧が9.0[V]になったら「空っぽ」なのかというと実際は違います。
セルの内部抵抗が揃っていれば、セルの電圧は3.0[V]ずつ均等になりますから、9.0[V]になったら「空っぽ」です。

しかし、内部抵抗が揃っていなければ、9.0[V]よりも上の電圧、
例えば9.3[V]付近で先に「空っぽ」になるセルが出てくるのです。

3.1+3.0+3.2=9.3[V]など。

9.0[V]まで放電してしまうと先に3.0[V]に達していたセルは、過放電して故障していまいますから、結果的には、9.3[V]で放電を停止しなければいけないのです。

3.0+2.9+3.1=9.0[V](←2.9[V]になっているので過放電している）



充電側も同じ事がいえます。
充電中のセル電圧が4.2[V]を超えると過充電になり、爆発の危険性があります。
これもセルが3直列のユニットを考えると、内部抵抗が揃っていない場合は

4.2[V]×3(直列)=12.6[V]よりも小さな電圧で充電する必要があります。

例えば、4.18[V]+4.2[V]+4.18[V]=12.56[V]など。


内部抵抗のばらつきが少ないのであれば、理想的な放電停止電圧や、充電電圧に近づけることができるので、蓄電容量を最大限に得られることになります。
また、並列接続セルに流れる電流が均一になるので、一部のセルの故障や劣化を防止できます。

並列のセルの場合、電流は流れやすい方にながれる（分流則）ため、
内部抵抗が大きい方には小さな電流が、
内部抵抗が小さい方には大きな電流がながれ、
大きな電流が流れてしまったセルの劣化が早まります。




さて、直流内部抵抗の測定方法は簡単で、放電前の端子電圧（起電力)V1[V]を測定し、I[A]で放電。放電中の端子電圧V2[V]を測定します。
ちなみに、本プロジェクトでは、1（C-rate）(=1時間率、1時間で蓄電容量を使い切る）電流で放電しています。

直流内部抵抗 r = (V1-V2) / (I) [Ω]によって導出できます。


測定器をプログラムで自動制御することで、放電時間などの測定条件を統一させます。

この測定には、主にメインプログラム(LabVIEW)と電子負荷装置(FK-1000L/高砂製作所),マルチファンクションDAQ(USB-6008/National Instruments)を使います。

電子負荷装置はGPIB通信によって放電のON/OFFが制御されていて、
DAQはバッテリパックの端子電圧や放電電流を測定しています。




また、直流内部抵抗は、バッテリの起電力などによっても変化します。
測定条件を統一するために、直流内部抵抗測定前は全パックを並列接続して"起電力ならし"を行います。

2012.07.06 バッテリパックの並列接続による"起電力ならし"の様子。

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3EE 浅野