ルルリラボ/ドールの車椅子

概要

ドールの充電ポートとして車椅子を用いる。
また、ヒューマノイドは応答速度を稼ぐために、音声処理を車椅子に内蔵されたミニタワーPCで行う。

車椅子内にはバッテリーを搭載している。
本体内蔵のバッテリーは必要最小限になっており、車椅子が無いと長時間駆動ができない。
主な理由は、2020年の科学技術では電池の軽量化が足りていないから。
(大前提として、ハードウェアは2020年に実現出来そうなスペックとする)

電池 20kWh 155kg 200V充電(8時間)

本体用の電池を8つ搭載する想定だったが、
日産リーフのバッテリーのほうが安いことに気づいてしまった。2018年のサービス。

24kWhの再生バッテリーを30万円で提供
新品バッテリーの有償交換は24kWh:65万円、30kWh:80万円、40kWh:82万円にて提供いたします。

なぜ価格が容量に比例しないのかは疑問だけど、
40kWhだけ赤字覚悟でサービスしてるって事はないと思う。

2012年11月発売の改良モデルは電池容量24kWhのままながら、電池の進化などにより80kgも軽量化!2年間で電池重量が20%軽くなったのだから驚く。
3年後の2015年12月、電池容量を大幅に増やした30kWh搭載モデルを発売。初期型リーフと同じ搭載スペースに25%も大きな容量持つ電池を積んだということ。
その2年後の2017年9月、フルモデルチェンジを行い40kWhの電池に進化させた。バッテリー搭載スペースは、初代24kWhと同じ。7年間で170%になったワケ。

企業努力やね。

日産リーフの普通充電用ケーブルは、100V用・200V用ともにEV-PHEV充電用屋外コンセントにのみ対応し、専用配線を用いた電源回路が必要になります。

62kWhモデルはまだ新しいからかバッテリー交換の情報が無い。

バッテリー重量は310kgから440kgに増加した。
電池モジュールの構成はどうなのでしょう。近年ではジャガーやアウディは108セルグループを採用していますが、リーフは96セルグループでした。
配線の構成などはわかりませんが、196セルから288セルに増加した事実から考えると、従来の「96セル×2グループ=192セル」から1つグループを増やして「96セル×3グループ=288セル」という計算となります。8セルをモジュールとしてまとめる構成はやめたものの、制御は従来のように96セルを一つの塊として行っているのではと推測されます。

というわけで、40kWh世代は、96セルが2グループで310kgあるってことになる。
重たすぎるとヒューマノイドの日常生活に支障をきたす。
単純に「96セルを1グループ搭載して重さを半分に出来る」なら良い。
冗長性が損なわれるのは好ましくないので、48セルを2グループとかのほうがいいけど。

充電時間は日産の公式サイトの記載から。

※ 100Vでも充電は可能ですが充電時間が長くかかりますので、200Vの充電環境をおすすめいたします。
※ 時間は目安であり、気温や電源の状態により、充電時間が異なる場合があります。
※※ 日産リーフの普通充電用ケーブルは、100V用・200V用ともにEV-PHEV充電用屋外コンセントにのみ対応し、専用配線を用いた電源回路が必要になります。

リンク先の資料によると、100V充電だと28時間かかるらしい。
複数台の車椅子を乗り換えるような運用にしないと常用できないな。
こっちは、緊急時に一般の100Vから電源を取るような運用は想定しないことにする。

コンセントの屋内設置は想定されている。
200Vだと30Aになるらしい。

ヒューマノイドは通常、充電しながら駆動することは無い。
リーフが充電しながら走行することも無いはず。

コンセントに接続したまま24時間駆動を続けることも不可能ではないが、
設計思想としては、ヒューマノイドも人間のように1日8時間程度の「睡眠」を取る。

消費電力

車椅子搭載のPCサーバ 15kWh/日

車椅子にはデスクトップパソコン相当のハードウェアが搭載されている。
このPCは100%駆動時に900Wの電力を消費する。
16時間駆動すると15kWhになる。
GPUはヒューマノイドの音声処理に使われる。
その他はスパコンとの通信や、充電中のメンテナンスに使われる。

想定スペック(2020年までで考えられる最高級の個人用PC程度)

車椅子 5kWh/3時間

電動車椅子の動力は共通の充電池から取る。

電動車いすは、
おおよそ30kg前後で出力が120Wくらいの簡易電動と、
おおよそ100kg前後で出力が200W*2とか400Wの電動に分かれている。
後者しかありえないとして、それでも時速6kmで30km駆動だ。

史実の「4WD電動車いす パトラフォー / Patrafour」などからスペックを想定。

法定最高速度は6km/hで、1充電での連続走行距離は30km。
280W*2のモーターで5時間動作するのだから2.8kWhだ。
最近の機種だと25V*11.2Ahとかで同条件の走行が可能になっている。

電池込みで300kg近くあるので最大荷重を大幅に超えている。
300kgの人間を載せる想定の車椅子は無いだろう。

車椅子は長距離を移動し続けるような挙動は想定されていない。
人間が1万歩あるくと7km程度の距離になるらしいので、
せいぜい1日3時間(最高条件だと18kmになる)しか走らない。

モーターの出力が3倍必要、消費電力が3倍、効率が当時の2倍だとして、
18kmの走行に必要な電力は5kWhくらいになる。

参考

家庭用蓄電池

スペックもコスパも悪いのでボツになった。

シャープ JH-WB1821
・700mm×605mm×360mm
・135kg
・8.4kWh 20時間(430W)
・2.5時間(4.0kWで充電)
・メーカー希望価格 2,910,000円
 ・エコでんち特別価格 1,650,000円(工事費込み・税別)

オムロン KPAC-A
・蓄電池容量 9.8kWh
・充電時間 約6時間(25℃満充電まで)
 ・定格入出力電圧 DC155.4V
 ・電圧範囲 DC126~176.4V
・外形寸法(横×高さ×奥行き)452×542×228mm
・質量 約78kg
・メーカー希望価格 3,020,000円
 ・価格 1,197,900円 (税込)


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Last-modified: 2021-06-20 (日) 21:05:11