現役自動車開発エンジニアの自動車工学ブログ

冷却回路モデルの基礎について解説します。今回は、エンジン、ラジエータ、ウォータポンプ、サーモスタットの4つの部品から構成される簡易的な冷却回路を用いて、各部品の機能を説明します。次に、冷却回路中の各部の温度の計算の理論について解説をします。

伝熱工学を用いてバッテリ冷却モデルを作ります。伝熱工学には①熱伝導、②熱伝達、③輻射熱の3つの伝熱が存在します。まず、それら3つの伝熱工学の理論を解説します。次に、伝熱工学を考慮したバッテリ冷却モデルを構築し、シミュレーション結果を考察していきます。

①転がり抵抗、②空気抵抗、③勾配抵抗、④加速抵抗という4つの走行抵抗を考慮した車両物理モデルを作成します。上記の車両に加わる4つの走行抵抗の詳細を解説し、次に実際にそれらの走行抵抗を考慮した車両速度の計算方法を説明します。

ガソリンエンジンの4つのサイクル損失について解説します。サイクル損失には、①時間損失、②冷却損失、③排気吹き出し損失、④ポンプ損失の4種類の損失があります。今回は理論サイクルであるオットーサイクルと比較しながら説明します。

ガソリンエンジンの理論サイクルはオットーサイクルと呼ばれます。オットーサイクルは2つの断熱変化と2つの定積変化が組み合わされて1つのサイクルを作っています。今回は、オットーサイクルの概要と理論熱効率の向上方法について解説をします。

自動車用ガソリンエンジンの4つの工程について解説します。4つの工程とは吸気→圧縮→膨張→排気で構成されており、これを連続的に繰り返すことによりガソリンエンジンはトルク（運動エネルギー）を生み出し続けます。

空調の原理である冷凍サイクルは様々な外乱の影響を受けて変化します。今回は、コンプレッサの回転数の変化がサイクル全体にどのような影響を与えるのかをモリエル線図を使いながら解説したいと思います。

モデルベース開発（MBD）のツールについて粒度別に分類して特徴を紹介したいと思います。0次元モデルはSimscapeやDymola、1次元モデルはGT-SUITEやAmesim、3次元モデルはSTAR-CCM+やConvergeなどが自動車開発においてよく使用されます。

モデルベース開発（MBD）のツールは因果系と非因果系の2つに分けられます。因果系ツールは入力と出力が決まっているタイプであり、コントローラモデルに適しています。一方、非因果系ツールは入力と出力の区別はなく双方向のやり取りになるため、プラントモデルに適しています。

トランスミッションの種類とトルク伝達の理論について伝達ロスがない場合とある場合の2つのパターンで解説したいと思います。次に、モデルベース開発（MBD）への応用として、仕事率[W]をインターフェイスとすることで力学領域と熱領域の複数領域を組み合わせられることを紹介します。