性能方程式
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/07/23 03:37 UTC 版)
ソーラーカーの設計は、以下のエネルギー方程式で与えられる。 η { η b E + P x v } = { W C r r 1 + N C r r 2 v + 1 2 ρ C D A v 2 } x + W h + N a W v 2 2 g {\displaystyle \eta \left\{\eta _{b}E+{\frac {Px}{v}}\right\}=\left\{WC_{rr1}+NC_{rr2}v+{\frac {1}{2}}\rho C_{D}Av^{2}\right\}x+Wh+{\frac {N_{a}Wv^{2}}{2g}}} これは、扱いやすいパワー方程式に簡単化することができる。 η { η b E v / x + P } = { W C r r 1 v + 1 2 ρ C D A v 3 } {\displaystyle \eta \left\{\eta _{b}Ev/x+P\right\}=\left\{WC_{rr1}v+{\frac {1}{2}}\rho C_{D}Av^{3}\right\}} 長距離レースにとって、これらの値は実験的に求められる。 ここで、左辺はソーラーカーへのエネルギー入力（バッテリと太陽からのパワー）、右辺はレースルートに沿って運転ために必要なエネルギー（転がり抵抗、空気抵抗、勾配抵抗そして加速抵抗）を示している。この式の速度vを除いて、すべての値は推定することができる。これらのパラメータは以下を含む。 記号注釈Ford AustraliaAuroraAuroraAurora 年 1987 1993 1999 2007 η モータ効率（コントローラとモータの総合効率） 0.82 0.80 0.97 0.97 ηb バッテリの充放電エネルギー効率 0.82 0.92 0.82 1.00 (LiPoly) E バッテリエネルギー(J:ジュール) 1.2e7 1.8e7 1.8e7 1.8e7 P 推定される太陽電池アレイからの平均電力(1)(W) 918 902 1050 972 x レースルートの距離(m) 3e6 3.007e6 3.007e6 3.007e6 W バッテリやドライバーを含め他総重量(N) 2690 2950 3000 2400 Crr1 第1転がり抵抗係数(単位なし) 0.0060 0.0050 0.0027 0.0027 Crr2 第2転がり抵抗係数(N*s/m) 0 0 0 0 N ホイール数 4 3 3 3 ρ 空気密度(kg/m3) 1.22 1.22 1.22 1.22 CD 空気抵抗係数(単位なし) 0.26 0.133 0.10 0.10 A 前方投影面積(m2) 0.70 0.75 0.75 0.76 h 車が登るトータルの高さ(m) 0 0 0 0 Na 車が1日に加速する回数 4 4 4 4 g 重力加速度(m/s2) 9.81 9.81 9.81 9.81 v ルート全体の計算された平均速度(m/s) 16.8 20.3 27.2 27.1 計算された平均速度(km/h) 60.5 73.1 97.9 97.6 実際のレースの速度(km/h) 44.8 70.1 73 85 ※注1 WSCにおいて太陽電池の平均出力は、定格出力の7/9として近似できる。
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