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(無題)

 投稿者:tester  投稿日:2017年11月12日(日)13時46分12秒
  https://www.toyota.co.jp/jpn/tech/safety/technology/pdf/ER27G0J_1.pdf  
 

test3

 投稿者:tester  投稿日:2017年10月 7日(土)16時29分42秒
  車載ネットワーク

◆車載ネットワークとは?
--------------------
現在の自動車には、「ECU(Electronic Control Unit)」と呼ぶ自動車制御用コンピュータが多数搭載されており、さまざまな機能を実現しています。ECUはマイクロプロセッサと周辺装置(入出力機器など)、通信モジュールにより構成されています。当初は、ユニット単体での制御品質を上げる目的で利用されていました。その後、徐々にECU間での情報共有が進み、複数のECUが協調して1つあるいは複数の機能を実現するようになりました。ECU同士が協調して共通の機能を実現するには、何らかの情報交換手段を必要とします。この情報交換のために利用される通信を「車載ネットワーク」と呼んでいます。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116.html
--------------------
<<自動車の電子制御の分類>>
◆パワートレイン制御:エンジンなどの制御。
◆シャシ制御:ステアリングなどの制御。

 一般的な車載ネットワークは、パワートレイン制御/シャシー制御に関するものである。
 これら以外のネットワークは、「サブネットワーク」と呼ばれることがある。

◆ボディ制御:パワーウィンドウや、ミラー調整、電動シート、ドアロックなどの制御。
--------------------
<<ECUの種類>>
・エンジンECU
・メーターECU
・エアコンECU
--------------------


◆なぜECUやネットワークを利用するのか?
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自動車の基本機能である“走る・曲がる・止まる”を実現する“だけ”であれば、ECUやネットワークを利用しなくても自動車は造れると思います。しかし、利用者が求める「より高度な安全性、利便性、環境性」などを考えると、コンピュータによる支援や各ECUの協調制御が必要になります。

1.安全性
 ほとんどの自動車には、電動パワーウィンドウ機能が装備されています。この機能を実現するには、最低限、モータ、スイッチ、リレー回路が必要であることは想像できると思います。実際、上記の部品にあと少し部品を加えることで、この機能は実現できます。しかし、現在の自動車に搭載されている電動パワーウィンドウはコンピュータ(ECU)により制御されています。理由は、利用者の安全を担保するためです。例えば、後部座席で子供が窓を開け、手を出しているとします。前部座席から後方を確認せずに窓を閉めたらどうなるでしょう? 子供は手を挟まれてしまうでしょう。コンピュータを利用すれば、異物を挟み込んだことを自動的に検出し、窓を開けて安全を担保します。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116.html

2.利便性/環境性
 最近の高価な自動車ではパワーウィンドウとエアコンが協調し、窓が開いていることをエアコンが認識して制御している。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116.html
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◆ネットワーク化の課題
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1.コスト
 サブネットワークの電子制御化の流れは、部品や配線(ハーネス)の増加をもたらす。
 部品は、センサ、アクチュエータ、それらを制御するECUなどである。
 電子制御化に伴う配線数の増加は、材料費や開発費、組み立て工数などのコストにはね返る。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1009/10/news104.html

<<コスト削減の対策>>
 多重通信プロトコル(CANなど)を導入することで、
 配線数の増加を抑えながら、センサとアクチュエータの増加に対応することが可能になる。
 CANとLINを比べると、
 CANの方が通信速度・信頼性は高いが、LINの方が低コストで実現できる。
 サブネットワークでは、パワートレイン制御やシャシー制御に求められる通信速度や信頼性は必要ない。
 このため、サブネットワークでは、LINが採用されることが多い。
--------------------


◆通信速度
--------------------
通常、通信速度は“bps(Bit Per Second)”で表される。
これは1秒間に何ビットのデータが送信可能かを表す。
この数値が高ければ高いほど、より短い時間に大量のデータを伝えることができる。
例えば、2bpsの通信速度の場合は1秒間に2ビットのデータ伝達が可能となる。

通信ネットワークにおいて、
ノードAとノードBとで通信速度が異なると、ノードA-B間のデータ伝達を正常に行えない。
通信を正常に行ううえでは、各ノード間の“通信速度を同一に保つ”ことが重要といえる。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/16/news124_2.html
--------------------

◆同期
--------------------
各ノードは、内部でプログラム処理などを行うための基準時間(システムクロック)を持っている。
ノードごとにシステムクロックが違ってしまうと、
それぞれの1ビットの長さが違ってしまい、通信速度に違いが生じる。
これにより、正常なデータのやりとりができなくなってしまう。
これを防ぐ制御が「同期」と呼ばれるもので、各ノード間のシステムクロックの違いを補正する。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/16/news124_2.html
--------------------


ネットワーク方式
--------------------
車載ネットワークに限らず、一般的にネットワークに接続される通信機器のことを“ノード”という。
車載ネットワークでいうと「電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)」がそれに当たる。
--------------------
【接続方式】
 複数のノードを接続してネットワークを実現するわけだが、その方式にもいくつかの種類がある。
  ・リング型
  ・スター型
  ・ライン型:通信線(bus:バス)に各ノードを接続してネットワークを構築する。

<<ライン型の特徴>>
 ライン型には、ネットワークがシンプルで、その設計が容易に行えるというメリットがある。
 車載ネットワークには、もともと“複雑な配線の解消”という目的がある。
 このため、ライン型構造のCANが普及している。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/16/news124.html
--------------------
【バスアクセス方式】 ※ 通信線(バス)へ情報を送信することを「バスアクセス」と呼ぶ。
・シングルマスタ方式:マスタノードにより通信スケジュールを管理する方式。
・マルチマスタ方式:ライン型構造で接続される各ノードに平等なバスアクセスが可能。

<<シングルマスタ方式(マスター・スレーブ方式)>>
(1)通信の仕組み
 ネットワーク内の1ノードだけがマスタノードとなり、通信スケジュールを管理する。
 そのほかのノードはスレーブノードとなり、マスタノードの要求に従いレスポンスを返す。
 例えば、1つのマスタECUとセンサとの接続への利用が挙げられる。
 LIN方式では、LIN通信を用いない場合は専用ハーネスで行い、LIN通信の場合はバス接続となる。
 このため、ワイヤハーネスの削減に貢献する。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116_3.html
(2)ノードの構成
「マスターノード」と「スレーブノード」という2種類のノードが必要になる。
  スレーブノードは、マスターノードに従って通信を行う。
 マスターノードは、スレーブタスクに加えて、マスターノードのみの役割であるマスタータスクも行う。
 (マスタータスク)
  マスタータスクは、トークンの送信とスケジュールの管理である。
  マスターノードは、決められたタイミングでバスに送信要求「トークン」を送信する。
  例えばLINでは、ヘッダーを送信するタイミングを「LINスケジュール」で定義する。
  LINスケジュールには、送信するIDや送信の順番、送信する時間間隔が定義される。
  LINスケジュールは、複数のスケジュールテーブルを定義できる。
  マスターノードは、「起動時の初期化モード」「通常モード」「診断モード」など、
  車両状態の変化に応じてスケジュールの変更を行い、送信IDや送信周期を変更できる。
 (スレーブタスク)
  スレーブタスクは、「データ」の送信である。
  マスタータスクから送信されるトークンをスレーブタスクが監視し、
  データを送信するノードは、トークンの後にデータを送信する。
  マスターノードからトークンが送信されない限り、各ノードはデータを送信できない。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1009/10/news104_3.html
(3)設計自由度
 シングルマスタ方式では、管理外のスレーブが接続されると、送信スケジュールされない。
 よって、自由なノードの脱着はできない。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116_3.html

<<マルチマスタ方式の特徴>>
(1)設計自由度
 各ノードに優劣がないため、自由度の高いネットワーク構築が可能となる。
 開発時には各ノードを同一仕様で設計でき、ノードの追加接続も容易である。
 ネットワーク管理は各ECUが個別に行っており、動的なノードの追加や削除が可能となる。
(2)通信の仕組み
 マルチマスタ方式では、
 バスが空いているときに最初に送信を開始したノードが送信権を得る。
 CANでは、ECUごとのイベントが通信開始トリガとなる(イベントドリブン方式)。
 ※ マルチマスター方式は、イベント指向通信に向いている。
 ただし、送信したいノードが同時に複数ある場合のため、衝突回避策が必要となる。
 ※ CANでは、CSMA/CAによって衝突を回避している。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116_3.html
--------------------
【衝突回避】
 複数のノードから自由にデータが送信されてしまうとデータが衝突してしまうため、
 データの衝突を防ぐ仕組み(通信プロトコル)が必要となる。
  通常、“通信線が使用中であれば、データ送信をさせない”仕組みが使用されている。

◆CSMA/CA:複数のノードから同時に通信線にデータが送信される場合の衝突を防ぐ仕組み。
 ※ Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance(搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式)
◆タイムトリガー方式:スケジュールに基づく通信

<<CSMA/CAの特徴>>
 複数のノードから同時に通信線へデータが送信された場合において、
 その中の“優先順位が高いものを(衝突させることなく)送信する”。
 重要なデータに高い優先順位を設定しておくことで、重要なデータの伝達が確実に行われる。
 例えば、エンジンECUからのデータが重要であれば、エンジンECU側にあらかじめ高優先順位を設定しておく。
 そうすれば、仮にエンジンECUからのデータとエアコンECUからのデータが同時に送信されても、
 エンジンECUからのデータは破壊されることなく通信線に送信することができる。
 一方、優先順位が低いメッセージはいつまでに送信されるかを保証するのが難しくなる。
 このため、時間保証が必要なシステムでは、利用が制限される場合が予想できる。

<<タイムトリガー方式の特徴>>
 電車は、始発駅から時刻表どおりに出発します。
 この時刻表には、電車が衝突しないように出発時刻が決められています。
 また、駅では乗客が電車を待ち、乗車対象の電車が到着すると乗車し、目的の駅まで移動します。
 タイムトリガー方式も同様で、事前に定義された「送信タイミング」に従って各ノードが送信を行う。
 メッセージの衝突は発生せず、各ノードは一定の間隔で確実にメッセージを送受信できる。
 バスも過負荷にならないので安定した通信ができる。
 しかし、送信するタイミングが決められているということは、
 各ノードは任意のタイミングでメッセージを送信できず、送信するタイミングが来るまで待つ必要がある。
 また、上記のような動作を実現するためには、
 ネットワーク内に「送信するタイミングを制御する」という特別な役割を実行するノードが必要となる。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1009/10/news104_3.html
--------------------


車載ネットワークの種類
--------------------
実車両は機能分類ごとにネットワークを形成し、分類間の情報はゲートウェイを経由している。
それぞれの分類において必要とされる品質や通信速度などが異なるため、
制御系といえども同じバスに機能分類をまたいで接続することはほとんどない。
例えば情報系は、高速大容量通信が必要となる半面、他のネットワークほどの信頼性は必要ない。

◆制御系
① ボディ電装系:ボディ電装部品周りの機器。
 (例)パワーウィンドウや、ドアロック、バックミラー、イグニッション、ライトなど。
② 狭義の制御系:自動車の基本機能制御をつかさどる部品。
 (例)エンジン、トランスミッション、ステアリング周り。
③ X-by-wire系:次世代車両での利用が検討されているX-by-wireシステムに関する装置。
 (用途)ステアリング、ブレーキ、スロットルなど。
◆安全系:自動車の安全機能を提供する部品関連。
(例)エアバッグ
◆情報系:自動車の乗車空間などで利用されるエンターテインメント機器。
(例)オーディオ、ナビ、電話などマルチメディア機器。
◆診断系:各ECUの状態などを診断ツールで収集する機器

(制御系)
 ・CAN(Controller Area Network)
 ・LIN(Local Interconnect Network)
 ・FlexRay

(安全系)
 ・ASRB(Automotive Safety Restraints Bus)
 ・BST(Bosch-Seimens-Temic)
 ・DSI(Distributed System Interface)

(情報系)
 ・IDB-1394(IEEE 1394)
 ・MOST(Media Oriented System Transport)

(診断系)
 制御系と概ね同じ。


<<CANの特徴>>
 CANは1986年、ドイツRobert Boschにより仕様公開されたプロトコル。
 後に、国際標準化機構であるISOにより標準規格化(ISO11898/ISO11519)された。
 ※ ISO:International Organization for Standardization
 現在ではほぼすべての自動車に採用されている。
 さらに、FA(Factory Automation)、産業機器などでも、広く利用されている。

<<LINの特徴>>
 LINは1999年に「LINコンソーシアム」が公開した車載ネットワーク規格。
 主にCANのサブネットとしての利用を想定している。
 CANを利用するには、CAN通信コントローラが内蔵されているマイコンが必要だが、
 LINは、ほぼすべてのマイコンに内蔵されているシリアル通信(UART)で実現可能。
 また、LINは、CANほどの通信速度を必要としないため、低コストに実現できる。

<<FlexRayの特徴>>
 1998年ごろからFlexRayの仕様の検討が開始された。
 2000年には「FlexRayコンソーシアム」が組織された。
 しかしこの頃は、FlexRayと利用目的が競合するプロトコル「TTP/C」が存在した。
 ※ TTP/C:Time Triggered Protocol class C
 2003年にTTP/Cの主要メンバーがFlexRayコンソーシアムに加盟し、実質的にFlexRayに統一された。
 FlexRayは、X-by-wireを実現する最有力のプロトコル仕様であり、
 主にパワートレインなどの制御装置での利用が想定されている。
 X-by-wireシステムの通信には、機械接続と同等の信頼性と反応速度が要求される。
 このような要求を受け、
 FlexRayは「タイムトリガ方式」の通信と「高信頼プロトコル」を採用している。
 FlexRayでは、デバイスレベルでの通信二重化が可能である。
 アプリケーションのデータは、AチャネルとBチャネルの2経路を使って送信できるため、
 片方のチャネルで通信断が発生しても問題とはならない。
 受信側は、2経路から同時に受信し、正常受信されたデータを利用する。
 FlexRayコントローラには、ノードの故障診断のため、
 通信処理を実施する「バスドライバ」に加え、
「バスガーディアン」と呼ばれるデバイスが用意されている。
 バスガーディアンは、
 通信スケジュール情報とバスドライバの送信タイミングを確認し、
 不正タイミング送信をした場合に送信を止める処理を行う。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116_3.html

<<ASRBの特徴>>
 ASRBは「Safe-by-Wireコンソーシアム」(現Safe-by-Wire Plusコンソーシアム)が策定したプロトコル。
 従来の車載ネットワークでは、データ以外に、
 フレーム開始情報などのヘッダ部や、通信データ信頼性確保のための誤り検知情報などが付加されるため、
 センサデータ収集効率が良くない。
 ASRBは利用条件などを明確にし、汎用性は劣るものの特定用途の効率を上げたプロトコルである。
 このプロトコルは、エアバッグをメイン対象として規格検討が進んでいる(ISO22896として規格化されている)。
 エアバッグに特化したネットワークプロトコルともいえる。

<<BSTの特徴>>
 BSTは、Bosch社、Seimens社、Temic社が中心となり仕様を策定したプロトコル。
 2004年、ASRBに統合された。

<<DSIの特徴>>
 DSIは、モトローラとTRW社が策定したプロトコル。
 センサ系を中心にバス化が施されている。
 DSIは、ECUから各センサユニットにバス信号線を介して電源を供給する電源重畳型の通信である。
 センサユニットとECUは、通信データを電流変調して通信する。

<<IDB-1394の特徴>>
 IDB-1394は、「1394 Trade Association」の自動車ワーキンググループにより仕様を策定したプロトコル。
 民生機器のIEEE 1394をベースとしたプロトコルであり、既存民製品との接続性が考慮されている。
 IDB-1394は、車載ネットワーク部と民生機器接続部で構成されている。
 民生機器接続部は、「CCP (Customer Convenience Port)」と呼ばれている。

<<MOSTの特徴>>
 MOSTは、「MOST Cooperation」で規格化されたプロトコル。
 ※ MOST Cooperation:BMW、Daimler-Chrysler、Audi、Harman/Becker、OASIS Silicon Systemなど。
 プラスチック光ファイバや非シールドより対線などを利用しているため、
 ハーネス本数、長さ、重量、コネクタなどを削減できる。

http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116_2.html
--------------------


◆X-by-wireシステムとは?
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X-by-wireシステムは、機械による物理的な接続ではなく、通信により制御するシステムである。
すなわち、従来機械で接続されていた機能をコンピュータおよびネットワークを用いて実現する。
(例)ハンドルとタイヤをステアリングシャフトでつないでタイヤを動かす代わりに、センサで検知したハンドルの角度情報をステアリング制御用のECUに伝えてモータでタイヤを動かすなど。
X-by-wireシステムの通信には、機械接続と同等の信頼性と反応速度が要求される。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116.html
--------------------


CAN
・接続方式:ライン型
・バスアクセス方式:マルチマスタ方式(イベントドリブン方式)
・衝突回避:CSMA/CA
・1回に送信できる最大データ量:8bytes
・最大通信速度:1Mbps
(クラスA)~10kbps
 ランプ、ライト類、パワーウィンドウ、ドアロック、パワーシートなど
(クラスB)10k~125kbps
 ステータス情報系:電子メータ、ドライブ・インフォメーション、オートエアコン、故障診断など
(クラスC)125k~1Mbps
 リアルタイム制御系:エンジン、トランスミッション、ブレーキ、サスペンション制御など
(クラスD)5Mbps
 マルチメディア:カーナビ、オーディオなど
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0703/07/news116_3.html
--------------------
【物理層:ノードの構成】
・CAN用マイコン:CAN通信コントローラを搭載するマイクロコントローラ
・2線式差動電圧方式による通信:2本線の各線に流れる電圧の差に基づくデジタルデータ(H/L)を送信する方式。
 ※ パワートレイン系に使用される「High Speed CAN(CAN-C)」で採用。

<<CAN用マイコン>>
 LINとは異なり、汎用マイコンでは、CANを利用できない。
 マイコンにCAN通信コントローラが内蔵されている必要がある。

<<2線式差動電圧方式による通信>>
 2線式差動電圧方式により、耐ノイズ性に優れた物理層を実現できる。
 1本線方式で線にノイズが混入すると、L(ロー)レベルがH(ハイ)レベルになることがある。
 これに対し、2線式差動電圧方式では、
 2本線(ツイストペア)の各線に混入するノイズの電圧がほぼ同一となる。
 2本線の各線の電圧の差をとることで、ノイズの影響はキャンセルされる。
 よって、ノイズによる影響が受けにくい。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/16/news124.html
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0809/10/news140.html
--------------------
【送受信されるデータ】
 CANでは、データの伝達にデジタル方式が使われている。
 送信されるデータは“0”と“1”の2進数に変換されて、通信線に送信される。
  0(ローレベル):「ドミナント(優性)」と呼ぶ。
  1(ハイレベル):「リセッシブ(劣性)」と呼ぶ。
 CANでは、
 ドミナントとリセッシブが別のノードから同時に送信された場合には、
 文字どおりドミナントが“優先”される仕組みになっている。
------------
【フレーム:通信の単位】
・IDを使用したメッセージ・アドレッシング:データの中に“ID(識別子)を付加して送信する”方式。

<<IDを使用したメッセージ・アドレッシング>>
 ID(識別子)は、各ノード間でデータをやりとりする際に使用される。
 データを受信する側は、このIDにより、
「どのようなデータなのか?」「自分が使用するデータなのか?」を判断できる。
 各メッセージの識別子(メッセージID部)を基にアービトレーション(送信優先順位)が行われる。
 このため、1つの送信ノードからのデータを複数の受信ノードが同時に受信できる。
 エンジンECUからのデータを、メーターECUとエアコンECUが同時に受信して使用できるため、
 複数のECUが同時に協調して制御を行うことが容易になる。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/16/news124.html
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0807/09/news140.html
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0808/07/news129.html
------------
【データ変換】
・NRZ(Non-Return-to-Zero)方式:“0”又は“1”が連続する部分では状態を連続させる方式。
・ビットスタッフィングルール:スタッフビットを挿入して同じ状態の連続を防止する方式。

<<NRZ方式の特徴>>
 NRZ方式は比較的シンプルに変換が行えるため、さまざまな通信プロトコルで使用されている。
 NRZ方式では、例えば送信するデータが“0001100”の場合、
 連続する“0”の部分は“0”のまま、連続する“1”の部分は“1”のままとなり、
 ドミナント状態やリセッシブ状態が連続することになる。
 状態が連続することによるデメリットもあるが、
 これを解消するためにビットスタッフィングルールを採用している。

<<ビットスタッフィングルール>>
 前述したNRZでは“0000”のように“0”が連続した場合、同じ状態が連続することになる。
 後述のように、同期は“1”-“0”の変化にて行われるので、もし“0”が長時間連続した場合、
 同期ができず、各ノードの通信速度にずれが生じ、正常に通信ができなくなってしまう。
 そこでCANでは、「ビットスタッフィングルール」を採用し、
 通信線上で同じ状態が5回連続した場合に、反対の状態のビット(スタッフビット)を1個挿入する。
 ビットスタッフィングルールは、通信線上で同じ状態が延々と連続することを防止する。
 例えば、“000000111111”と連続する場合は“00000101111101”と実際に送信されることになる。
 また、“0000011111”と連続した場合は“000001111101”となる。
 これは、挿入されたスタッフビットも通信線上の状態としてカウントするからである。
 「実際に送信するはずのデータがスタッフビットによって通信線上で変化してしまっている」
 と思うかもしれない。しかし、送受信側ともに同じルールで動作しているため、
 受信側は同じ状態が5回連続したら、次のビットはスタッフビットであると容易に判断できる。
 よって、使用するデータにおいてはスタッフビットを除いたものを利用できる。
--------------------
【同期】
 車載ネットワークでは、多種多様なノードが接続されている。
 それぞれのノードは、内部クロック(システムクロック)を作り出す“水晶発振子”を持っている。
 CANでは、ドミナントやリセッシブの長さを1ビット分として構成している。
 各ノードの内部クロックが同じであれば、1ビットの長さも同じになる。
 水晶発振子は、比較的正確に時間を作り出すことができるが、外気温などの影響を受けやすく、
 電源投入時からの時間変化などにより各ノードの内部クロックに違いが生じることがある。
 各ノードで内部クロックが違ってしまうと、それぞれの1ビットの長さに違いが生じ、
 正常なデータのやりとりができなくなってしまうため、
 ノード間で同期をとる(各ノード間の内部クロックの違いを補正する)必要がある。
 CANでは、
 “信号がリセッシブからドミナントへ変化するとき(“1”-“0”変化時)”
 に同期を行っている。
--------------------
(その他の特徴)
・エラー検出メカニズム:誤データの送信やデータの誤送信を回避する方式。
・データの一貫性:もし1台のノードでも受信に失敗したら、他のノードはデータを破棄する方式。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0806/16/news124.html

<<エラー検出メカニズム>>
 各ノードで使用されるデータが何らかの異常によって間違ったまま届くと、
 正常な制御が行えなくなるおそれがあるため、こうした事態は確実に避けなければならない。
 CANでは様々なエラー検出メカニズムを実装し、ほぼ100%の確率で各種エラーを検出できる。
 例えば、送信側では、
 送信ノード自身が、送信するデータと通信線上に流れたデータが合っているかどうかを確認する。

<<データの一貫性>>
 車両制御において、あるタイミングで各ノードが協調し、同時に制御を行う場合がある。
 例えば、現在のエンジン回転数を使用して複数のノードが制御を行う場合、
 エンジンECUから各ノードにエンジン回転数のデータが送信される。
 もし1台のノードがエラーとなりデータを受信できなかったらどうなるだろうか?
 「受信に失敗したノードのみエンジンECUからデータを再送信してもらえばいいのでは」
 と思うかもしれないが、
 これではエンジン回転数の変化が起きた後のデータを受け取る可能性がある。
 つまり、各ノードで使用するエンジン回転数データが異なるおそれが出てくる。
 そこで、CANでは、
 “もし1台のノードが受信に失敗したら、データを受信できた全ノードはそのデータを破棄し、
  全ノードが受信に成功するまでこれを繰り返す”
 という方式を採用している。
--------------------


LIN
・接続方式:ライン型
・バスアクセス方式:シングルマスタ方式(マスター・スレーブ方式)
・衝突回避:タイムトリガー方式(マスター・スレーブ方式)
・最大通信速度:20kbps(一般には、2.4kbps/9.6kbps/19.2kbpsが多い)
--------------------
【物理層:ノードの構成】
・汎用マイコン:UART(シリアル通信装置)を搭載するマイクロコントローラ
 ※ UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
・シングルワイヤ(ISO 9141準拠)を使用するLINトランシーバ

<<マイコン>>
 CANとは異なり、通信コントローラを必要とせず、マイコン搭載のUARTで通信できる。
 ※ UARTインターフェイスは、多くのマイコンに実装されているシリアル通信装置である。
 このため、ハードウェアのコストを抑えることができる。
<<シングルワイヤ>>
 LINバスはシングルワイヤを使用するため、配線数を抑え、コストを削減できる。
 接続ノードは最大16ノード。
 バスの最長は40m。多くのシステムは12V電圧のバスである。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1009/10/news104.html
--------------------
【送受信されるデータ】
 LINでも、CANと同様、データの伝達にデジタル方式が使われている。
 送信されるデータは“0”と“1”の2進数に変換されて、通信線に送信される。
  0(ローレベル):「ドミナント(優性)」と呼ぶ。
  1(ハイレベル):「リセッシブ(劣性)」と呼ぶ。
------------
【フレーム:通信の単位】
・フレーム=ヘッダー+レスポンス
  http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1010/08/news116.html
・短いメッセージ(最大8バイト)
・メッセージ・アドレッシング:データの中に“ID(識別子)を付加して送信する”方式。
 ※ CANと同じ。

<<フレーム>>
 LINでは、トークン(送信要求)とデータで1つの「メッセージ」を構成している。
  メッセージ:「フレーム」と呼ぶ。
   トークン:「ヘッダー」と呼ぶ。
    データ:「レスポンス」と呼ぶ。
 ヘッダーには、フレームの意味を表す「ID」と呼ばれる情報を持っている。
 各ノードはこのIDを監視することでレスポンスを送信するかどうかを識別する。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1009/10/news104_3.html

<<短いメッセージ(最大8バイト)>>
 UARTの通信方式をLINで使用する場合、下記構成の10ビット単位で送信する。
  スタートビット(1ビット) + データ(8ビット) + ストップビット(1ビット)
 ※
  8ビットのデータは、最下位ビット(LSB)から送信する。
 ※
  スタートビットとストップビットは、データの開始と終了を判断するために使われる。
  スタートビットは論理値「0」となり、電圧レベルはグランド。
  ストップビットは論理値「1」となり、電圧レベルはバッテリ。
 http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1009/10/news104_2.html
--------------------
【同期】
 LINでは、マスターノードは、
 水晶発振子などの高精度な受動素子の使用が規定されている(許容誤差±0.5%)。
 しかし、LINノードは、コスト削減のため、
 各信号の通信速度を調整する専用の配線などを使用していない。
 また、LINスレーブノードのクロック回路も、コストを抑えるために、
 誤差が大きいCR発振やリングオシレーター発振などの使用が許されている(許容誤差±14%)。
 このままでは、LINノード間の内部クロックに誤差が生じる可能性がある。
 LINでは、マスターノードが高性能な内部クロックを持つため、
 マスターノードから送信されるヘッダーに同期信号を入れて“クロック誤差”を補正している。
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test2

 投稿者:tester  投稿日:2017年10月 7日(土)16時28分29秒
  ■リチウムイオン電池
https://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/24litium.pdf
(トヨタ)
 トヨタは早くからリチウムイオン電池に取り組んでおり、
 2002年、トヨタ・ヴィッツ インテリジェントパッケージで、
 内製リチウムイオン電池をマスプロのクルマに最初に搭載した。
 また、一般電池(18650)を大規模組電池にする技術をテスラ社から導入した。
 ※ 傘下におさめた富士重工からNECの電池情報(日産の電池のベース)を取得している。
(日産)
 日産もリチウムイオン電池を研究していたが、結局、下記技術をNECから導入した。
 「パッケージ(ラミネート構造)+マンガン系正極材料」
 この組み合わせは,結晶破壊には強いものの、発電能力に劣る。
 ラミネート構造は、単体でのエネルギ密度や放熱特性は優れるが、
 組電池にすると、放熱特性が悪いため、せっかくの高エネルギ密度を活かせない。
 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1269038787
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<<概要>>
リチウムはすべての元素の中で最もイオン化しやすい(イオン化傾向が強い)元素である。
  Li+ + e- → Li
http://michinokutrade.hateblo.jp/entry/2015/12/06/112614
https://e-f.jp/denki1/lithium.html
https://shingi.jst.go.jp/past_abst/abst/p/15/ocha-kwansei/ocha-kwansei04.pdf
<<原理>>
http://stonewashersjournal.com/2015/06/03/battery4/

<<リチウム二次電池の基本構造>>
https://www.hosokawamicron.co.jp/jp/service/micromeritics/no_53/pdf/No53_04.pdf
① 電解液
 リチウムイオン電池では、
 有機溶媒(液体電解質)にリチウム塩を1モル程度溶解させた有機電解液が用いられる。
 リチウム塩としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4等が使用される。
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 <<代表的な電解質>>
  (ⅰ)EC → エチレンカーボネート
  (ⅱ)PC → プロピレンカーボネート
  (ⅲ)DMC → ジメチルカーボネート
  (ⅳ)DEC → ジエチルカーボネート
  (ⅴ)EMC → エチルメチルカーボネート
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 また、電解液にポリマーを加えてゲル化したものを、一般にリチウムポリマー電池と呼ぶ。
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 <<代表的なポリマー>>
  (ⅰ)PEO → ポリエチレンオキシド
  (ⅱ)PPO → ポリプロピレンオキシド
  (ⅲ)PVdF → ポリフッ化ビニリデン
 ----------------------------

② 正極(cathode material):素材/活物質
 リチウム二次電池において正極電極に使用される活物質を意味し、
 コバルト、ニッケル、マンガン等の複合酸化物にリチウムイオンが保存された物質で構成されている。
  http://www.stbook.co.jp/user_data/packages/st/pdf/Z050_sample1.pdf
  http://www.penguinwax.co.jp/pdf/li-ion/about/about.pdf
 ※
  日本は、いまだにNCM系に重点を置いているが、
  韓国は、LFP系の開発も積極的に行っている(2016年現在)。
 https://www.jetro.go.jp/world/asia/kr/ip/ipnews/2016/a35c5eed641285a2.html
 ----------------------------
 <<代表的な正極材>>
  (ⅰ)コバルト系 → コバルト酸リチウム(LiCoO2)
   層状構造のLCO系(二酸化コバルトリチウム)は、商業化初期から広範囲に使われてきた。
   しかし、主な合成材料であるコバルト(Co)は、高価で埋蔵量が限られている。
  (ⅱ)ニッケル系 → ニッケル酸リチウム(LiNiO2)
   ニッケル系は、最も高容量だが安全性に問題があり、実用化が難しかった。
   安全性を高める加工を施した3元系(NCA系)は、実用化されている。
   https://www.panasonic.com/jp/corporate/technology-design/ptj/pdf/v5602/p0104.pdf
  (ⅲ)マンガン系 → マンガン酸リチウム(LiMn2O4)
   強固な結晶構造であることから熱安定性に優れ、安全性が高い。
   また、マンガンの価格の安い(コバルトの約1/10、ニッケルの約1/5)。
   車載用電池の主流となっている。
   特に、スピネル構造のLMO系(リチウムマンガン酸化物)が注目されている。
   (主要なメーカー)
    ・日産リーフに電池を供給するオートモーティブエナジーサプライ
    ・三菱iMiEVに電池を供給リチウムエナジージャパン
    ・GMボルトに電池を供給するLGケム
    ・ダイムラー・BMWや北京汽車に電池を供給するジョンソンコントロールズ・サフト
   http://michinokutrade.hateblo.jp/entry/2015/12/06/112614
  (ⅳ)リン酸鉄系 → リン酸鉄リチウム(LiFePO4)
   リン酸鉄系は電池内部で発熱があっても結晶構造が崩壊しにくく、安全性が高い。
   鉄を原料とするためマンガン系よりもさらに安く製造できる。
   ただし、定格電圧が3.2V程度しかなく、エネルギー密度が低いという欠点がある。
   ※ 他のリチウムイオン電池の定格電圧は3.7V程度である。
   最近、オルリビン構造のLFP系(リチウムリン酸鉄)が注目されている。
   オルリビン構造の化学的特性のために過熱/過充電の状況でも安全性が高い。
   寿命の特性も優秀であることから、2010年以降からは最も注目されている。
   リン酸鉄系は、主にアメリカや中国のメーカーが製造している。
   (主要なメーカー)
    ・中国のBYD
    ・フィスカー向けに電池を供給していたA123
    ・日本のエリーパワー
   http://michinokutrade.hateblo.jp/entry/2015/12/06/112614
  (ⅴ)三元系(NCM系):Li(Ni-Mn-Co)O2 (ニッケルコバルトマンガン酸化物)
   LiCoO2の一部をNiとMnで置換したものである。
   相対的に価格と安全性に優れている。
   電気自動車市場の拡大とともに代替材料として開発されている。
   (主要なメーカー)
    ・スズキのレンジエクステンダー向けに供給することを発表した三洋電機
    ・ホンダが開発を進めるPHEV向けに電池を供給するブルーエナジージャパン
   http://michinokutrade.hateblo.jp/entry/2015/12/06/112614
  (ⅵ)三元系(NCA系):Li(Ni-Co-Al)O2 (ニッケルコバルトアルミニウムの酸化物)
   http://www.nihonkagakusangyo.co.jp/products/yakuhin/li.html
   プリウスPHV(プラグインハイブリッド)に搭載されているバッテリは、
   ライムアースEVエナジーが製造するNCA系LIBである。
   http://michinokutrade.hateblo.jp/entry/2015/12/06/112614
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③ 負極:素材/活物質
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 <<代表的な負極材>>
  (ⅰ)黒鉛(LiC6)
   リチウムイオン電池の負極材は炭素系の材料が一般的である。
  (ⅱ)チタン酸リチウム(Li4Ti5O12)
   負極に黒鉛を使用するリチウムイオン二次電池に比べ、
   チタン酸系は6倍の長寿命と10分以内に充電が可能な急速充電を実現する。
   欠点としては、定格電圧が2.4V程度しかなく、エネルギー密度が低いことである。
   ※ 負極に黒鉛を使用するリチウムイオン電池の定格電圧は3.7V程度である。
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④ 分離膜(セパレータ)
 一般に、セパレータは、ポリオレフィン(ポリエチレンやポリプロピレン等)である。
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■リチウム空気電池
 金属リチウムを負極活物質とし、空気中の酸素を正極活物質とする。
 リチウム空気電池は、理論上あらゆる二次電池の中で最も高いエネルギー密度を有する。
 リチウムイオン電池とは異なり、正極にコバルト系やマンガン系の化合物を用いることなく、
 リチウム金属の負極と電解液、正極の空気極だけで作動するため、コスト面でのメリットも期待できる。
  https://www.gs-yuasa.com/en/technic/vol7/pdf/007_01_001.pdf
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<<原理>>
http://www.energia.co.jp/eneso/tech/review/no21/pdf/21-p19.pdf

リチウム空気電池は充放電両方の化学反応に対応した電極材料や触媒が開発途上にあり、
国内外でさまざまな金属や炭素系の材料を用いた開発競争が進んでいる。

① 負極 = リチウム金属
 リチウム空気電池の放電反応では、
 負極からリチウムが溶け出し、正極で酸素と反応して過酸化リチウムが析出する。
 この過酸化リチウムの析出量が蓄電容量となる。

② 正極 = カーボン材料
 正極での過酸化リチウムの析出量を増やすため、
 正極のカーボン材料は、出来る限り空孔体積が多く、多孔質なものが望ましいとされてきた。
 しかし過酸化リチウムは絶縁体であるため、
 極薄くしか析出することが出来ず、それが蓄電容量を制限していると考えられてきた。
 過酸化リチウムの層が厚くなると、
 電気が通らなくなり電気化学反応が停止するのではないかということだ。
 また、仮に過酸化リチウムが析出できたとしても、
 それが空孔体積を埋め尽くした時点で、酸素が通らなくなり反応は停止することになる。
 そのため、現実のセルで大きな蓄電容量を得ることは容易ではないとされてきた。
  → NIMS(物質・材料研究機構)が、
   空気極の材料にカーボンナノチューブ(CNT)を採用することで、
   30mAh/cm2という極めて高い容量のリチウム空気電池を開発することに成功した。
   空気極材料として不織布状のCNTシートを用いたところ、
   過酸化リチウムの析出は制限されず、シートを押し広げて大量に析出し続けた。
   放電後のCNTシートの厚さは、
   過酸化リチウムの析出により充電後の200μmから600μmまで膨らんだ。
 http://www.newenergy-news.com/?p=9526
 http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170405-2/
 http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1704/10/news041.html
 http://eetimes.jp/ee/articles/1704/07/news087.html
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■電力変換:昇圧インバータ(DC-DCコンバータ)
直流電圧を別の直流電圧に変換するのがDC-DCコンバータの役割。
DC-DCコンバータの重要な性能に、"変換効率"がある。
直流電圧の変換には、三端子ICなどを用いたリニア方式のものもあるが、
DC-DCコンバータといえばスイッチング方式が主流となっている。
http://www.tdk.co.jp/techmag/power/200807u/
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◆チョッパ方式(非絶縁型)
 チョッパとは“切り刻む”という意味。
 電流をスイッチングによって切り刻んで電圧変換することに由来する。
 チョッパ方式ではコイルが重要な働きをする。
 スイッチング素子のON/OFFのたびに、回路に流れる電流は急激に変化する。
 このときコイルは、
 電流変化を妨げるように起電力(電圧)を生んで誘導電流を発生させる(レンツの法則)。
 コイルは、電流変化を繰り返す交流電流に対しては抵抗のように振舞う。
 あたかも電流は“息が詰まる(choke)”ようになるという意味から、
 この性質を利用するコイルは、特にチョークコイルと呼ばれる。
 チョークコイルでは“自己誘導”を利用している。

 チョッパ方式のDC-DCコンバータは、下記①~④を組み合わせたシンプルな回路で、
 直流電圧を降圧あるいは昇圧する。
  ① スイッチング素子
  ② チョークコイル
  ③ コンデンサ
  ④ ダイオード

 <<代表的なチョッパ方式のDC-DCコンバータ>>
  降圧:バックコンバータ(ステップ・ダウン・コンバータともいう)
  昇圧:ブーストコンバータ(ステップ・アップ・コンバータともいう)
 http://www.tdk.co.jp/techmag/power/200807u/
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トランス(スイッチングトランス)方式(絶縁型)
 トランスは、コア(鉄心やフェライトコアなど)に1次巻線と2次巻線を巻いたもの。
 1次巻線に電流変化が起きると、レンツの法則に従い、
 電流の変化を妨げるように反対向きの起電力(逆起電力)が発生する。
 そして、コアを通じた磁束変化により、
 2次巻線にも起電力(誘導起電力)が発生して誘導電流が流れる。
 トランスでは“相互誘導”を利用している。

 <<代表的なチョッパ方式のDC-DCコンバータ>>
  フライバック式コンバータ
  フォワード式コンバータ
 http://www.tdk.co.jp/techmag/power/200807u/index2.htm
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(参考)リチウムイオン電池昇圧ボード → スマートフォン用
 https://www.switch-science.com/catalog/537/
 http://gsmcustomeffects.hatenablog.com/entry/2016/03/04/231827
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■リチウムイオン電池のバッテリーマネジメントシステム(BMS:電池管理システム)
 リチウムイオン電池のセルを直列・並列接続して
 ユーザーが必要とする電圧・容量を持つバッテリーシステムを作る場合、
 複数のセルの充放電を制御する機能が必要となる。
 この制御機能を持つ回路または装置を、
 「バッテリーマネジメントシステム(Battery Management System / BMS)」
  または「バッテリーマネジメントユニット(Battery Management Unit / BMU)」
 と呼ぶ。
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<<BMSの機能>>
 ① 各電池セルの電圧、電流、温度等を測定する測定機能
 ② 測定したデータを表示する表示機能
 ③ 充放電間に各電池セルに流れる電流を調節し、各セルの電圧を一定に保つバランス機能
 ④ 充放電間にあらかじめ設定した電圧、電流、温度等の上限値・下限値を超えた場合、
   エラー信号を発し、または充放電機器を停止するエラー機能

 電池セルの状態を常に監視する目的は、充放電状態をチェックするだけでなく、
 電池セルを劣化させる恐れのある状況を防ぎ、電池パックの長期使用を実現することもある。
 セルの過充電による発熱やバッテリーセルの損傷を防ぎ、安全性を向上させることができる。
 http://ednjapan.com/edn/articles/0901/01/news009.html
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(例)
 ◆SimpleBMS:バッテリー充電時の過度なばらつきを防止するための制御基板。
  http://www.shachu-haku.com/battery/lithium200.html
 ◆電池監視IC
  http://www.toshiba.co.jp/tech/review/2014/08/69_08pdf/a06.pdf
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test1

 投稿者:tester  投稿日:2017年10月 7日(土)16時27分55秒
  車種
(1)トヨタ
 https://toyota.jp/carlineup/


■排ガスゼロ車(ZEV)
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◆記事:2017年6月2日
世界最先端の環境規制を進める米カリフォルニア州では、2017年から排ガスゼロ車(ZEV)規制を強化。18年から同州で自動車を一定の台数販売しているメーカーは、EVなどZEV車を一定比率で販売することを義務付けられる。達成できない場合は罰金を払わなければならなくなる。
 日本のメーカーはこれまで、ハイブリッド車は米国で環境対策車にカウントされるとしてきた。しかしハイブリッド車は燃費は良いものの、二酸化炭素を出すため、環境対策の決め手には不十分として「ZEV」には含まれない。一方で、プラグを差し込んで充電もできるハイブリッド車のプラグイン・ハイブリッド車(PHV)はカウントされるものの、EVを相当数販売しないと罰金の対象になってしまう可能性もある。
http://www.yomiuri.co.jp/fukayomi/ichiran/20170601-OYT8T50014.html
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■EV車/HV車/PHV車/FCV車
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(1)EV車(電気自動車):電気のみで動く車。
(2)HV車(ハイブリッド車):二つ以上の動力源で動く車。
 一般的なものは、エンジン(内燃機関)と、電力によるモーターとで駆動する。
(3)PHV車(プラグインハイブリッド):特別なHV車。
 HV車と違う点は、家庭用のコンセントから直接バッテリーに充電できることである。
 http://car-moby.jp/50700

(4)FCV車(燃料電池車):水素で動く車。
 燃料電池内に酸素と水素を取り込み、その化学反応からの電気エネルギーでモーターを回す。
 FCV車は水素を必要とすることから、水素ステーションで水素を補給する。
 FCV車は酸素と水素の化学反応で発電するため、運転時に排出されるのは水だけ。
 大気汚染の原因になるCO2やNOxが一切排出されないため、究極のエコカーとして注目される。
  http://car-moby.jp/95938
 http://www.toyota.co.jp/jpn/tech/environment/fcv/
 水から酸素を取り除けば水素となるが、そのためには、電力を用いた「電解」が必要になる。
 また、水から直接水素を作るにはコストがかなりかかるため、
 今のところ、LPガスや、石油、天然ガスといった化石燃料を分解して作るのが一般的である。
 日本政府は近い将来の有望な原料は、オーストラリアから輸入する石炭だとしているが、
 「化石燃料に依存する」「電力を使う時点でCO2を排出する」など、
 懐疑的な意見も多い。
 https://newsphere.jp/business/20151024-1/
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◆記事:2017年8月4日
 トヨタ自動車とマツダは、東京都内で会見を開き、業務資本提携に関する合意書を締結したと発表した。両社は2015年5月に業務提携を結んでおり、資本提携にまで踏み込むことにより協力関係をさらに深化させる。具体的には、米国での生産合弁会社の設立や、電気自動車(EV)のプラットフォーム・コネクテッド技術・先進安全技術の共同開発、商品補完の拡充を進める。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1708/07/news062.html
http://toyokeizai.net/articles/-/183412
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◆記事:2017年2月17日
 トヨタ自動車が2月15日に発売した「プリウスPHV」の新モデルは、太陽光で走る世界初の量産車である。オプションで屋根に太陽電池を装着できる。合計56枚の太陽電池を搭載して、最大で180ワットの電力を作ることが可能だ。発電した電力はバッテリーに充電してモーターに供給する。
 太陽光の発電量は1日に最大で0.58kWh、平均で0.28kWhを想定している。トヨタ自動車の試算によると、地域や天候を平均した場合に1日に2.9キロメートルの距離を太陽光発電だけで走行できる。条件が良ければ最長6.1キロメートルまで距離を延ばせる。
 太陽光で発電した電力は駐車時に専用の「ソーラーバッテリー」(ニッケル水素電池)に蓄電してから、駆動用の大容量のバッテリー(リチウムイオン電池)に充電する方式。走行時には太陽光で発電した電力をソーラーバッテリーではなくて、小容量の補助用のバッテリーに送る仕組みになっている。補助用のバッテリーからナビゲーションシステムなどの電子機器に電力を供給して、駆動用のバッテリーの電力消費を軽減する。太陽光発電と各種のバッテリーは「ソーラーECU」で制御する。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1702/17/news026.html
 プリウスPHVは、外部に電力を供給する機能を備えている。車体の側面にある充電用のインレット(ケーブル挿入口)に「ヴィークルパワーコネクター」をさし込むと、家電用の100ボルトのコンセントを使って電力を供給できる(図4)。消費電力の合計が1500ワットまでの家電製品を使える。さらにガソリンエンジンを回して外部に供給する電力を増やすこともできる。ガソリンが満タンの状態であれば、最大1500ワットの電力を使い続けても2日間は持続可能だ。ワイヤレス充電方式でスマートフォンや携帯電話に充電が可能(置くだけ充電)。災害時の電源としても利用価値は大きい。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1702/17/news026_2.html
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◆記事:2017年2月14日
 次世代車として燃料電池車(FCV)開発に注力していたトヨタ自動車が、2020年までに電気自動車(EV)の量産体制を整えると発表した。続いてグループ企業3社とトヨタの4社によるEV開発の社内ベンチャーを立ち上げた。

 トヨタにとって究極の次世代車は、EVの欠点をあげつらってまで進めたFCVからEVに取って代わられるのか。また、グループ企業の協力を仰いだということは、トヨタ単独でEVは開発できないのか。疑問は尽きない。
<<トヨタのFCV開発>>
 ごく最近までトヨタは、電気のみで走行する100%EVに背を向け、次世代車として水素式の燃料電池車(FCV)開発を積極的に進めていた。2013年、ガソリンと電気のハイブリッド車「プリウス」の生みの親の内山田竹志会長は、水素電池車は従来の燃焼エンジンに対する「実際的な代替役」だと語り、EVが使われるとしても近距離用に限定されるとの見通しを示した。
同社はモーター搭載式のハイブリッド車とプラグインハイブリッド車(PHV)が水素電池車への橋渡し的存在になると予想。14年にはついに初の水素電池車「MIRAI」の販売を開始した。
http://www.itmedia.co.jp/business/articles/1704/22/news014.html
<<トヨタのEV開発>>
 EVを嫌うトヨタだが、本格的な量産こそ行わなかったが、これまでEVを開発し、一部は販売もしてきた。たとえば近々では、実質的に2人乗りのiQを改造したEVのeQを開発した。もっとも、ベースモデルのiQがすでに生産中止になっているので、eQが今後発売されることはない。

 本格的なEVは、SUVのRAV4を改造したRAV4EVだ。これは2度にわたって開発、販売された。最初のRAV4EVはトヨタのハイブリッド車(HV)に現在でも使われるニッケル水素電池を搭載したモデル。02年に発表され、主に米国で販売された。一部は国内でも売られ、まだ現役のRAV4EVもあるといわれる。航続距離こそ短かったが、モナコEVラリーに出場するなど、スピード、レスポンスには見るべきものがあった。

 それから10年。12年に再びRAV4EVを開発、発売する。今度は米テスラモーターズとの共同開発によるものだ。電池もリチウムイオン電池となり、航続距離も160キロメートルほどと長くなった。しかし、14年に販売が中止された。
 それ以外では、ミニカーに分類される1人乗りのEV、コムスがある。リチウムイオン電池にくらべると性能は低いが、信頼性のある鉛電池を使う。コンビニエンスストアの配達などにも使われ、この手のニーズにこたえている。



<<開発体制>>

 EVの社内ベンチャーの人事を見ると、開発のトップが豊田社長であり、EVの開発は社長直轄である。全4人の社員は、豊田自動織機、アイシン精機、デンソーから各1人ずつと、トヨタから1人である。トヨタ色がきわめて薄い。トヨタの1人は、プリウス/プリウスPHVのチーフエンジニアである豊島浩二氏である。電気動力車の開発のベテランであり、これは適任だ。社外が3人、社内が1人の4人でトヨタの命運を握るかもしれない重要な役目を負った車両であるEVを開発する。


http://biz-journal.jp/2017/02/post_18017.html
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◆記事:2016年11月2日
リチウムイオン電池には軽量・小型で大容量というメリットがある一方、エネルギー密度が高く、使われている材料の発火性や過充電による発火などの危険がある。実際、13年には最新鋭旅客機ボーイング787のバッテリー発火事故や、三菱自動車<7211.T>のPHVの電池の一部が熱で溶ける事例もあった。最近もサムスン電子<005930.KS>の最新スマートフォンで発火事故が起き、リコール(回収・無償修理)だけでは収まらず、生産・販売打ち切りに追い込まれた。
ただ自動車業界では、08年にテスラモーターズが大容量リチウムイオン電池を積んだ電気自動車(EV)の「ロードスター」を、10年には日産自動車<7201.T>がエコカーの本命とするEV「リーフ」を市販化している。世界各地で厳しくなる環境規制はHVでは対応できず、自動車メーカーに家庭で充電できるPHVやEVなどへの転換を迫っている。現在の電池技術ではPHV、EVにはリチウムイオン電池の使用は避けれない。
トヨタは2009年からリチウムイオン電池をプリウスPHVのリース車で使い始めたが、安全性やコストなどへの懸念から量販車への採用には慎重だった。HVでは1997年の初代プリウス発売時からニッケル水素電池を採用。現在は仕様によってリチウムイオン電池を搭載するが、ニッケル水素電池も一部で使い続けている。しかし、トヨタ自動車<7203.T>がリチウムイオン電池への慎重姿勢を転換、駆動用バッテリーへの本格採用に動き出している。トヨタは、今冬発売するプラグインハイブリッド車(PHV)の新型プリウスに従来より容量を倍増させた同電池を搭載することを発表した。
http://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2016/11/post-6171.php

<<プリウスPHV>>
 一般的にバッテリー温度が低くなる冬場は、EV 走行の航続距離が短くなる傾向にあります。そこでプリウス PHV では、リチウムイオンバッテリー内に電気ヒーターを搭載した昇温システムを新開発。低温下において専用ヒーターでバッテリーを保温することで、温度低下による出力低下を抑制し、自動でバッテリーの温度を一定に保ちます(外部充電時に限ります)。そのほか、暖房使用時もできるだけエンジンを作動させないヒートポンプオートエアコンの搭載など、これまで PHV が苦手としていた要因に対策をとることで、冬期の低温時でもEV 走行性能を楽しむことができます。
http://www.toyota.co.jp/jpn/tech/environment/technology_file/plug-in_hybrid/battery.html
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■車載バッテリー
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(役割)http://www.baj.or.jp/car_battery/car01.html

[バッテリ電圧]
 ① ガソリン車:12V/24V
 ② EV車  :300~400V
 ③ HV車  :プリウスでは最大650V。
 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1348022263

[バッテリ充電]
  EV車では、3.5~3.8Vのリチウムイオン電池を100個ほど直列につないで、300~400Vを得る。
  バッテリーのセルの数は多いほど電圧が高くなる。
  電圧が高ければ効率よくなるものの、電気系統のパーツをヘビーデューティにしなければならない。
  電圧は「昇圧器」で上げることもできるため、セルの数は多いほどよいということにならない。
  ただし、セルの数が多ければ電池の信頼性は向上する。
  1本や2本不良品が混ざっていても、数を増やすことにより無視できるようになる。
  https://bestcarweb.jp/archives/12507
  100V/200Vの家庭用コンセントから充電する場合、
  AC-DCコンバータで直流に変換した後、
  DC-DCコンバーターで必要な電圧に変換して充電する。
  急速充電器で充電する場合には、EV車と急速充電器の間で通信が行われて、
  EV車が要求する直流電圧(=バッテリーの充電電圧)が急速充電器から供給される。

[バッテリ放電]
  車を動かす時にはバッテリーの直流をインバーターが交流に変換する。
  電圧と周波数はモーターの出力と回転数によって変化させる必要がある。
  交流モーターのトルクはモーターのコイルに流す電流で決まるが、
  交流モーターのコイルは回転数が早くなるほど電流が流れにくくなるため、
  同じ加速でも車の速度が上がるほどモーターに高い電圧をかけなければならない。
  プリウス(HV車)では、必要な時に201.6Vのバッテリーから昇圧している。
  しかし、昇圧すると電力のロスが発生する。
  日常的な使用での速度と出力では昇圧が必要なケースは少ない。
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■車載バッテリーの電力消費
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バッテリ電圧:200V
[高圧]バッテリ電圧を昇圧
  走行用駆動力(駆動輪へトルク発生)
[低圧]バッテリ電圧を降圧(12V)
  ① 補機
  ・セルモーター:エンジンを始動させるためのモータ。
  ・オルタネーター:交流(alternating current)の電気を生成する発電機。
   ※ 整流器で直流へと整流される場合は、整流器を含めてオルタネーターと呼ばれる。
  ・ラジエーター(radiator):液体や気体の熱を放熱する装置(熱交換器)。
  ② ワイパー駆動
  ③ ドア開閉
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■充電設備(充電スタンド)
 野外に設置されている普通充電器は、主に電圧が200Vのタイプ。
 100V充電器の場合は充電するのに時間がかかってしまう。
 100V充電器は、一般家庭の車庫などに設置することが多い。
 https://www.tainavi-switch.com/contents/35254/
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◆自宅に充電設備なくても公共の充電スポットがあるから大丈夫?
 PHEVの場合、充電の時間がなかったり、面倒だったりする場合には、
 ガソリンスタンドで給油すれば自動車を走らせることができます。
 しかし、電気自動車は必ず充電が必要なので、
 自宅に充電設備がない方が朝起きて、さあ出かけよう、となった時、
 電池の残量が不足していれば、まず近隣の充電スポットまで車を走らせ、
 最低30分間充電する必要があります。
 http://blog.evsmart.net/electric-vehicles/charging-at-home/
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<<充電設備の種類>>
 EV用の普通充電器には、大きく分けて、次の2つのタイプがある。
  A:コンセントタイプ
  B:スタンドタイプ
 http://ev.gogo.gs/news/detail/1375602850
 http://www.nito.co.jp/quick/stand/fundamental/index.html
 http://www2.panasonic.biz/es/densetsu/haikan/elseev/ev_kisotisiki.html
 ※ 充電設備設置ガイドブック(経済産業省/国土交通省)
   http://www.meti.go.jp/policy/automobile/evphv/what/charge/
   http://www.meti.go.jp/policy/automobile/evphv/material/pdf/guidebook.pdf

公共の場(駐車場など)に設置する場合、スタンドタイプが選ばれることが多い。
スタンドタイプが下記特徴を有するからである。
・ケーブルが付いていること
・認証機能(ICカード等) --->会員制や課金制度の導入が可能
・利用状況の記録
・通信機能 --->記録等の本部への送信

スタンドタイプは、主に下記3種類に分類される。
https://www.tainavi-switch.com/contents/35254/
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① ポール型普通充電器(200V、20A):ケーブルあり
(主な設置場所)
  商業施設(コンビニ、スーパー、百貨店など)、宿泊施設、病院
  カーディーラー、屋外駐車場(ビル、マンションなど)、コインパーキング
(充電方式)
  充電器に設置されている充電ケーブルを電気自動車に挿して充電する。
  [対応車種]対応車種が限られておらず、どんな電気自動車にでも充電可能。
  [航続距離]約4時間充電で80km、約7時間充電で160km。
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② ポール型普通充電器(200V):ケーブルなし(コンセント型)
(主な設置場所)→ 上記①と同じ。
(充電方式)
  電気自動車に車載されている充電ケーブルを充電器のコンセントに挿して充電する。
  [対応車種]
     従来型コンセント(引掛型):刃の先端が広く、上から見ると円状の形をしている。
    → プリウスPHV(トヨタ)、プラグインステラ(富士重工業)、i-MiEV(三菱自動車)
     新型コンセント(平刀):一般家庭にあるコンセントと同じ形状。
    → リーフ(日産)、i-MiEV(三菱自動車)
  [航続距離]約8時間充電で80km、約14時間充電で160km。
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③ 急速充電器(出力50kW)
(主な設置場所)
  商業施設(携帯電話販売ショップ、ショッピングモールなど)、市役所、総合病院
  カーディーラー、ガソリンスタンド、高速道路のサービスエリア、道の駅
(充電方式)
  大電流を流せる3相200V電源から充電するため、短時間での充電が可能。
  [対応車種]?
  [航続距離]約15分充電で80km、約30分充電で160km
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■充電認証カード
充電スタンドを利用するため使用するに認証カードには様々な種類がある。
1. NCSカード
2. NCSネットワーク機能付きおでかけカード
3. 日産ゼロ・エミッションサポートプログラム2(ZESP2)
4. 三菱自動車 電動車両サポート
5. トヨタ自動車 PHV Drive Support(従来型)/ PHV 充電サポート(新型)
6. BMW ChargeNow
7. エネゲート エコQ電カード
8. ファブスコ Ene-shop
https://ev.gogo.gs/contents/1487399529
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■充電設備(充電スタンド)の利用料金
国内の急速充電器は、ほとんどが「CHAdeMO」という機種。
全国にあるCHAdeMO充電スタンドの料金は各充電スタンドにより異なる。
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<<サービス>>
① チャージスルゾウ(NCS:合同会社日本充電サービス) ※充電カード
※ NCSは、国内の自動車メーカー4社(トヨタ、ホンダ、日産、三菱)が設立した会社。
[対応充電器] NCSネットワークの充電器全て。
[料金体系]
  初期: 登録手数料(1400円)
  ランニングコスト:月会費 + 都度利用料金
  (急速+普通)4200円/月、急速15円/分、普通2.5円/分
  (急速のみ)3800円/月、15円/分(1回30分まで)
  (普通のみ)1400円/月、2.5円/分
② ZESP2(日産)
※ ZESP2は、日産ゼロ・エミッションサポートプログラム2の略。
[対応充電器] 上記NCS充電器と、日産販売店舗に設置されている充電器。
[料金体系]
(使いホーダイ)月会費(2000円/月) + 都度利用料金(NCS普通1.5円/分、それ以外は無料)
     (つど課金)月会費(無料) + 都度利用料金(NCS普通1.5円/分、それ以外は15円/分)
https://www.tainavi-switch.com/contents/35254/
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■ワイヤレス給電(外部電源からの電力供給)
一般的なEV車では、電磁誘導式のワイヤレス給電を採用している。
電力を効率よく伝送するために、下記のような方法を採用している。
① 1次側の周波数を高周波にして2次誘起電圧を上げる。
② 共振回路を使用する。
http://www.tokugikon.jp/gikonshi/279/279tokusyu1.pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/bplus/8/4/8_220/_pdf
※ 共振回路
http://t-shirafuji.jp/lecture_notes/electric_circuits_i_open/Ch07.pdf

① 大電源    :充電用
② 小電源(12V)  :車両位置合わせ用
③ 信号(微小電力):共振周波数検出用(スイープ信号)
※ スイープ信号
 http://www.ari-web.com/service/kw/sound/signal.htm
 https://ja.wikipedia.org/wiki/チャープ信号
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■バッテリ形式の読み方
http://www.baj.or.jp/car_battery/car03.html

■バッテリの性能
①容量:電池に蓄えることのできる電力の量を容量。
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<<バッテリ容量の単位>>
◆Ah(アンペアアワー) = 電流(A) × 時間(h)
 例えば『12V 30Ahのバッテリー』は、
  1Aの電流なら30時間
  10Aの電流なら3時間
  30Aの電流なら1時間
 の電流を取り出せるだけのバッテリー容量となる。

◆Wh(ワットアワー) = 電力(W) × 時間(h) = 電圧(V) × 電流(A) × 時間(h)
 例えば『12V 30Ahのバッテリー』は、『360whのバッテリー』である。
  60Wの電力なら6時間
  120Wの電力なら3時間
  360Wの電力なら1時間
 の電力を取り出せるだけのバッテリー容量となる。
http://www.solar-make.com/off-grid-solar/battery-ah-wh/605/
----------------------
②時間率(単位:HR)
電池から取り出せる電力量は、その電池が蓄えられる電力量(容量)だけでなく、その電力の取り出し方によっても変化する。
大きな電気を短時間で取り出すより、小さな電気を長時間かけて取り出す方が、より多くの電気を取り出すことができる。
電池から取り出せる電力量を示すために、容量に加えて、時間率(単位:HR)という指標が用いられている。
一般に、国内の自動車用のバッテリーは5時間率(5HR)、欧州の自動車用のバッテリーは20時間率(20HR)で容量が表示されています。
http://michinokutrade.hateblo.jp/entry/2015/12/06/112614
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③C(Capacity)レート:電池容量に対する放電電流値の相対的な比率。
容量の異なる電池同士の特性を、条件をそろえて比較するために用いられる。
放電レート1Cの放電とは、定電流放電してちょうど1時間で放電終了となる電流値での放電を意味する。
例えば、定格容量40Ahの電池において1Cの放電とは40Aの放電を意味する。
20Aの電流で放電させた場合は0.5Cの放電であり、80Aの電流で放電させた場合は2Cの放電である。
充電についても同様にCレートで表すことができる。
http://michinokutrade.hateblo.jp/entry/2015/12/06/112614
◆記事:高速充放電リチウムイオン2次電池の開発(2008.11)
http://www.furukawadenchi.co.jp/research/tech/pdf/fbtn64/fbtn64_101.pdf
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④内部抵抗:電池内部の電気抵抗
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/kairo/kidenn.html
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■電池の評価
・温度特性
・レート特性:高い放電レート(例えば4C)でも高い電圧で放電できるか。
・サイクル特性
・保存特性
・安全性:釘刺し/過充電/短絡/逆充電
http://www.mitsubishi-cable.co.jp/jihou/pdf/97/12.pdf
・内部抵抗の測定
http://tactec.jp/download/battery_station/safe_charge_discharge.pdf
http://www.kobelcokaken.co.jp/tech_library/pdf/no37/b.pdf
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■車載電池
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(非水系)
  リチウムイオン電池(LIB)
  EDLC
(水系)
  鉛電池
  ニカド電池(NiCd)
  ニッケル水素電池(NiMH)
  NiZn電池
(その他)
  NAS電池
  燃料電池
  レドックスフロー
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeea/seeea/NEE/NEE17-3.pdf
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(次世代)全固体電池/金属空気電池
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◆記事:2017年7月28日
トヨタ自動車が2022年にも全固体電池を搭載した電気自動車(EV)を国内販売する。
<<実用化時期の予想>>
  全固体電池 → 2020年代
 金属空気電池 → 2030年代
http://www.toushin-1.jp/articles/-/3789
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<<リチウムイオンとニッケル水素との違い>>
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◆LIB(リチウムイオンバッテリー)の特徴
 エネルギー密度(一定重量または容積に蓄えられるエネルギーの量)が比較的高い。
 LIBは軽いため、燃費の点で有利である。
 http://www.shachu-haku.com/battery/lithium200.html
 LIBは、安全性(品質管理)に課題がある。
 具体的には、LIBの正極材料の結晶構造が破壊されると、短絡、発熱、発火、破裂が起きる。
 日産で採用しているマンガン系は、結晶構造を維持しやすい。
 しかし、マンガン系では出力密度が低い。
 (A)精密な充電制御
  充電時の電圧制御が数十mV単位で不正制御になると、結晶構造が破壊される。
 (B)衝突などによる外力
  マンガン系でも、車両衝突時などに電池に強い外力がかかると、結晶破壊が起きる。
  このため、電池収納位置は、車室内空間の近辺に設ける必要がある。
  LIB搭載車両の衝突安全性が高いのは、電池空間を守るためである。
 (C)結晶内の不純物
  結晶構造を維持するためには、結晶内の不純物管理が重要になる。
  ソニー製電池での発火事故は、これが原因といわれている。

◆NiMH(ニッケル水素バッテリー)の特徴
 低温時にも安定した性能を発揮できる。
 安全性(品質管理)とコストの面で、リチウムイオンよりも優れる。
 現在の電池コストは下記のとおりです。
   LIB = 5.0~10万円/kWh
  NiMH = 2.5~5.0万円/kWh
 (例)
  プリウス(NiMH) = 1.3kWh → 納入コスト1.8~1.9万円(台数が多いことでの減額もある)
  クラウン・ハイブリッド(NiMH) = 1.86kWh → 納入コスト3.2万円
 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1269038787

◆上記のような各電池の特性を考慮し、用途や地域のニーズに合わせて、
 LIBとNiMHとを使い分けている。
 http://www.toyota.co.jp/jpn/tech/environment/technology_file/hybrid/battery.html
(例)プリウスα
 プリウスαでは、5人乗りがニッケル水素電池、7人乗りがリチウムイオン電池。
 荷室の位置に3列目シートがある7人乗りは、
 従来のプリウスのように荷室床下に電池を積むことができない。
 そこで、小型高性能のリチウムイオン電池を前席間に収めた。
 しかしスペースに余裕がある5人乗りは、価格を安く抑える目的もあり、
 大柄だが安価なニッケル水素電池を従来どおり荷室床下に置いた。
 http://toyokeizai.net/articles/-/93551?page=2
  http://www.nikkei.com/article/DGXNASFK1302W_T10C11A5000000/
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■電池の構成
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① 電解液
② 正極:素材/活物質
③ 負極:素材/活物質
④ 分離膜(セパレーター)
 セパレータの空孔内に電解液を含浸させて使用することもある。
 正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを挟持する。
 セパレータにより正極活物質層と負極活物質層との間に伝導パス(導電経路)が形成される。
 セパレータの幅は、正極活物質層と負極活物質層との重なり部位の幅よりも大きい。
 セパレータは正極と負極との接触を防ぎ、内部短絡を生じさせない。
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<<活物質と電極との違い>>
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活物質というのは、電子の受け渡しに直接関与する物質のことです。
電極というのは、導線に繋がっている物質のことです。

ボルタ電池での電極()で起こる半反応式をかくと、
(-):Zn→(Zn2+) +(2e-)
(+):(2H+)+(2e-)→H2
このように、Cuは電子の受け渡しに直接関与していません。
したがって、ZnとH2SO4が活物質となります。
ちなみに、正極では銅の表面に発生した水素が付着し、起電力がおちます(分極)。これを防ぐには、酸化剤を入れて水素から電子をうばう必要があります。このときの酸化剤を、減極剤といいます。
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■太陽電池
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◆記事:2016年6月24日
集光技術が、太陽電池実用化へのカギとなる。
http://www.sangyo-times.jp/article.aspx?ID=1903
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◆記事:2017年9月1日
Audi(アウディ)は2017年8月、米Alta Devices社の協力のもと、電気自動車(EV)にフレキシブルな薄膜太陽電池を実装していく方針を発表した。Alta Devices社は、太陽電池の製造開発を手掛ける中国のHanergy Thin Film Power Group社のグループ企業。主にGaAs(ガリウムヒ素)系のフレキシブルな高効率薄膜太陽電池の開発を手掛けている。現時点で単接合型で最大28.8%、二接合型で同31.6%の変換効率を実現しているという。
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<<太陽電池の種類>>
・単結晶シリコン太陽電池
・多結晶シリコン太陽電池
・薄膜シリコン太陽電池(アモルファスシリコン太陽電池)
・HIT(ヘテロ接合)太陽電池
 ※ HIT:Heterojunction with Intrinsic Thin-layer
・化合物系太陽電池:CIS/CIGS/CdTe/GaAs
 http://www.solartech.jp/cell_type/
・有機薄膜太陽電池
・色素増感太陽電池
http://www.qool-shop.com/category3/
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■燃料電池
燃料電池は、太陽電池と同様、電力を蓄えることができない。
太陽電池と異なるのは、
光ではなく、水素などを入れると、空気中の酸素と反応して電力を生み出す点である。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1308/15/news060.html
燃料電池の原理は、簡単に言えば「水の電気分解」を逆にしたものである。
http://www.iwatani.co.jp/jpn/h2/battery/structure.html
現在研究されている燃料電池は、大別すると4種類ある。
 1.固体高分子形(PEFC)
 2.固体酸化物形(SOFC)
 3.リン酸形(PAFC)
 4.溶解炭酸塩形(MCFC)
燃料電池自動車向けには、主に固体高分子形の燃料電池が使われています。
http://www.jari.or.jp/Portals/0/jhfc/beginner/about_fc/index.html


■全固体電池
 電解質として有機溶媒を使用した電池は、安全性が課題となっている。
 そこで、安全性の高い全固体電池が注目されている。
 エネルギー密度・出力密度が高い全固体電池の開発が進められている。
 <<全固体電池の開発>>
  ・トヨタ自動車(東京工業大学との共同開発)
  ・日立造船/三菱ガス化学(東北大学との共同開発)
  ・ソニーの電池事業を買収した村田製作所
  ・富士通傘下のFDK(電極開発)
  ・積水化学工業(ゲル状電解質(準全固体電池)の開発)
 http://business.nikkeibp.co.jp/atcl/report/15/226265/051700123/
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<<リチウムイオン電池と全固体電池との比較>>
① リチウムイオン電池(Li+電池)
(長所)生産手法が確立しており、大規模生産で量産効率は高い。
(短所)
 ・電解質が有機溶媒のため、可燃性があり、漏出リスクなどがある。
 ・液体電解質を用いる多くのリチウムイオン電池は70℃が事実上の上限温度となる。
  それ以上では出力電圧が低下する。
  低温にも弱く-30度では内部抵抗が増して十分な出力密度が確保できない。

② 全固体電池
(長所)
 ◆電解質が固体であるため、下記のようなメリットがある。
  ・液漏れが起こらない。
  ・揮発成分による発火も起こりにくい。
  ・電極に析出する樹枝状結晶(デンドライト)で
   正極と負極とが短絡(ショート)する可能性が低い。
  ・セルの設計自由度が高い。
   液体電解質と異なりリチウムイオンが意図しない電極に流れないため、
   1セル内での多層化や直並列の設計が容易となる。
   多数のセルを直並列に接続した従来のモジュールに比べて、
   個々のセルのパッケージを減らせる分、モジュールの体積も減らせる。
 ※ 固体電解質
  https://ja.wikipedia.org/wiki/固体電解質
 ◆高温や低温での特性が高い。
  100度の高温でも問題なく動作し、-30度の低温でもLi+電池よりも高い性能を維持する。
  すなわち、急速充電の熱にも強い。
    http://kunisawa.net/car/car_latest-information/トヨタ、次世代電池使う電気自動車を2022年に発売/
(短所)
 ・電池の基本的な性能であるエネルギー密度や出力密度が既存のLi+電池よりも低い。
 ・製造時に加圧が必要になるなど量産が難しい。
  半導体プロセスを用いる例では小容量のセルでも、製造に長い時間を要する。
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(無題)

 投稿者:tester  投稿日:2013年 8月20日(火)20時11分58秒
  (1)「特許請求の範囲→明細書」の通し番号
 特許請求の範囲:【化1】~【化4】
 明細書:【化5】~【化9】
 ※ 要約書:【化1】

(2)「明細書→特許請求の範囲」の通し番号
 明細書:【化1】~【化4】
 特許請求の範囲:【化5】~【化9】
 ※ 要約書:【化5】

(3)明細書・特許請求の範囲で、別々の通し番号
 特許請求の範囲:【化1】~【化4】
 明細書:【化1】~【化5】
 ※ 要約書:【化1】

(4)明細書で通し番号。特許請求の範囲は明細書から抜粋。
 明細書:【化1】~【化5】
 特許請求の範囲:【化1】、【化3】、【化4】、【化5】
 ※ 要約書:【化1】


<補正・訂正>
特許請求の範囲を補正又は訂正をするとき、
(1)、(2)では、
特許請求の範囲の化学式が削除されると、
明細書の連番が崩れる。
※ 連番の修正には、明細書の全文補正が必要になる。

<内容の統一>
(3)では、
特許請求の範囲の【化1】と明細書の【化1】とで
内容(化学式)が異なる場合がある。

<連番>
(4)では、
特許請求の範囲の化学式が、必ずしも連番にならない。

 

数学

 投稿者:tester  投稿日:2013年 7月14日(日)10時09分10秒
  ベルヌーイ一家
・ニコラス(1623-1708)
→長男ヤコブ(1654-1705):超越曲線(1696)、isoperimetry(1700,1701)
→10男ヨハン
・ヨハン(1667-1748):ロピタルの定理(微分積分学の定理)を発見。オイラーの師匠。
→ダニエル(1700-1782):流体力学の分野でベルヌーイの法則を発見。
 

(無題)

 投稿者:tester  投稿日:2013年 6月25日(火)12時33分1秒
  特99(実19(3),意28(3)で準用)
本条は、通常実施権は、登録その他何らの要件を備えなくても、その発生後に特許権や専用実施権の譲受人や、専用実施権の設定を受けた者に対して対抗できることを規定したものである。
<趣旨>
H23改正前は、特許権の譲受人等に対して対抗するためには通常実施権の登録が必要であったが、通常実施権の登録が手間とコスト面等の理由により実務上困難となっていることを踏まえ、通常実施権を適切に保護するため、同改正により、登録なしに通常実施権を対抗できることとした。


商31(4,5)
H23改正において、特許法で通常実施権の当然対抗制度を導入したことに伴い、従来準用していた特99(1,3)が改正され、商標法において準用することができなくなったため、当該規定に相当する規定を新設したものである。

※ 商標法において通常使用権の登録対抗制度を維持した理由
商標においては、特許と異なり、実務上、一つの製品について多数の商標ライセンス契約が締結されているといった複雑な状況は考えられず通常使用権が登録できない決定的な事情は見当たらないこと、また、商標法においては、第三者(譲受人)が、意に反して通常使用権の付いた商標権を取得してしまった場合、当該商標が出所識別機能や品質保証機能等を発揮できなくなるおそれがある等、通常使用権の商標権に対する制約は、特許権の場合と比較してはるかに大きいと考えられることから、H23改正においては、通常使用権についての当然対抗制度を導入しないこととした。

商31(4)
通常使用権の登録をしておけば、その後、商標権若しくは専用使用権の移転又は新たな専用使用権の設定等がされても、通常使用権者の地位はくつがえし得ないことを定めたものである。
<趣旨>
民605で「不動産の賃貸借は、これを登記したときは、その後その不動産について物権を取得した者に対しても、その効力を生ずる。」と規定しているのと同じような趣旨である。

商31(5)
通常使用権の移転等については、登録をもって第三者対抗要件とする旨を規定したものである。
<趣旨>
通常使用権の場合は商標権又は専用使用権の場合と異なり登録をもって効力発生要件とせず第三者対抗要件としたのは、通常使用権が債権であるということに基づく。
 

(無題)

 投稿者:tester  投稿日:2013年 6月24日(月)13時05分41秒
  特許発明(特許を受けている発明、特2条2項)に限ったのは、次の二つの理由による。  

(無題)

 投稿者:tester  投稿日:2013年 6月24日(月)12時55分28秒
  特67(1)
特許権の存続期間は、特許出願の日から二十年をもつて終了する。
<概要>
本条一項は、概括的にいえば、特許権の存続期間を定めたものであるといえるが、より正確にいうならば、特許権の存続期間の終期を定めたものである。すなわち、特許権が発生するのは前条一項に規定するように特許権の設定の登録のあった時であり、その特許権の存続期間は本項の規定により出願日から起算して二〇年をもって終了するのである。
<趣旨>
本項は、平成六年の一部改正において、TRIPS協定33の「保護期間は、出願日から計算して二〇年の期間が経過する前に終了してはならない」旨の規定を受けて改正されたものであり、従来は、「特許権の存続期間は、出願公告の日から十五年をもつて終了する。ただし、特許出願の日から二十年をこえることができない」と規定されていた。

特67(2)
特許権の存続期間は、その特許発明の実施について安全性の確保等を目的とする法律の規定による許可その他の処分であつて当該処分の目的、手続等からみて当該処分を的確に行うには相当の期間を要するものとして政令で定めるものを受けることが必要であるために、その特許発明の実施をすることができない期間があつたときは、五年を限度として、延長登録の出願により延長することができる。
※ 延長制度の対象分野である政令で定める処分は、特許法施行令第三条において、薬事法の承認及び農薬取締法の登録が規定されている。
<趣旨:S62改正>
特許制度は、発明に係る技術の公開の代償として一定期間その権利の専有を認め、これによって発明を保護しつつ、一般の利用に供し、もって産業の発展を図ることを目的としているが、一部の分野では、安全性の確保等のための政府の法規制に基づく許認可を得るに当たり所要の実験によるデータの収集及びその審査に相当の長期間を要するため、その間はたとえ特許権が存続していても権利の専有による利益を享受しえず、その期間に相当する分だけいわば特許期間が侵食されているという問題を生じた。
このような法規制そのものは、その趣旨からして必要欠くべからざるものであるが、その結果として、当該規制対象分野全体として、かつ、不可避的に、本来享受できるはずの特許期間がその規制に係る期間の分だけ享受し得ないこととなっている。しかも、これらの規制審査期間の短縮にも、安全性の確保等の観点からおのずから限界がある。
こうした事態は、特許制度の基本にかかわる問題であるため、S62改正において、特許権の存続期間の延長制度が創設された。延長対象を、特許発明に限ったのは、次の二つの理由による。
(1)第一には、本制度は、「特許権の存続期間の延長制度」であり、特許法上、特許権の存続期間は、特許権の設定の登録の日に始まると規定されているためである(六六条一項)。
(2)第二には、他の分野の発明との公平性の問題である。すなわち、仮に、出願公開の日又は出願公告の日から起算することとすると、本延長制度の対象として政令指定された分野については、特許の審査・審理に要した期間(特許権の設定の登録前の期間)についても部分的に存続期間の延長の対象とされることとなり、一般の政令指定されない分野については特許の審査・審理に長期間かかれば特許権の存続期間は短くなるにもかかわらず期間延長の対象とはならないのと比べ、公平性を失することとなるためである。

※「安全性の確保等を目的とする」
<趣旨>
法律の具体的イメージを表現するために、例示したにすぎないものであり、「等」の内容は「安全性の確保」により限定されるものではないから、法律の目的の内容いかんによって、政令指定されるか否かが変わることはない。

※「当該処分の目的、手続等からみて当該処分を的確に行うには相当の期間を要するものとして」
<趣旨>
その処分の目的をきちんと達成するためには、どんなに早く手続を運んでいっても、やむを得ず、相当の期間を要してしまうものに限って対象とするという趣旨を明らかにしたものである。

※「特許発明の実施をすることができない期間」
<趣旨>
特許期間は、排他的実施権たる特許権に時間的制限を設けることにより、発明の保護と利用の調和点を見いだすものである。昭和六二年の一部改正により導入された措置は、安全性の確保等の法規制の処分を受けるに当たり、所要の実験・審査等に長期間を要することにより特許発明の実施ができない分野について延長を行うものであるが、その目的は、このような要件に該当する分野については、発明の保護に著しく欠ける現状となっており、あまりにもこれを利用する側の立場が有利となっていることに鑑み、発明の保護を手厚くすることによって、その利用との均衡を図ろうとするものである。
制度導入当時は、延長登録出願の極端な増加は重要な特許発明の審査遅延をもたらすこと、政府規制をクリアするためには、通常であれば二年間程度はかかることに鑑み、実施をすることができなかった期間が二年以上のものに限り延長を認めるとしていた。しかしながら、存続期間の延長制度を採用する欧米と比較すると、二年未満の延長を認めない点は我が国固有のものであり、このような制限を設けていない欧米と比べ、特許権者を充分保護しているとは言い難いこと、及び本制度導入から10年以上経過したが、その間、延長登録出願の件数も一定に維持されており、極端な増加のおそれはなくなったことから、H11改正において特許発明を実施することができなかった期間があるときには、特許権の存続期間を延長することができることとした。

※「五年を限度として」
<趣旨>
S62改正により導入された特許期間の延長制度は、一項の例外、制度導入当時でいえば、平成六年の一部改正前の一項ただし書の「ただし、特許出願の日から二十年をこえることができない。」の例外を形成することとなるものである。この従来のただし書の規定は、出願公告が遅れたために特許権の終期が先に不当に延びることによる弊害を除くために設けられたものである。よって、本延長制度を創設するに当たっても、特許権の存続期間の満了日は特許出願の日から無制限に長くなることのないよう手当てしなければならないため、五年を上限とした。現在の一項の規定においても、従来の一項ただし書の規定の趣旨は踏襲されているので、この点に変わりはない。なお、アメリカ、欧州及び韓国の期間延長制度も五年の上限を設けている。


実15
実用新案権の存続期間は、実用新案登録出願の日から十年をもつて終了する。
<趣旨:H5改正>
従来は、出願公告から10年、ただし、出願日から15年をこえないものと規定されていた。H5改正においては、早期に実施され、ライフサイクルも短い技術について早期権利保護を図ることを目的として、実用新案権の存続期間は、出願の日から六年をもって終了することとされた。
※ H5改正において、新規事項を追加する補正が無効理由とされた(実37(1)1)ことから、要旨を変更する補正により出願日が繰り下がった場合の存続期間について規定した従来の二項は廃止された。
<趣旨:H16改正>
H16改正においては、存続期間の見直しが行われ、実用新案権の存続期間が短すぎるとの出願人等の意見及び国際調和の観点から、出願の日から10年をもって終了することとされた。

意21(1)
意匠権(関連意匠の意匠権を除く。)の存続期間は、設定の登録の日から二十年をもつて終了する。
<趣旨:10年→15年→20年>
意匠には流行によって移り変わってゆく非常に短期間の生命しかないものもあるが、輸出用の食器類などには長い間世界各国の人々に愛好されているものも少なくなく、取引業界においても存続期間の延長の要請は強い。意匠は発明や考案の場合と異なり、長期間の独占権を与えても技術開発を阻害するというような事態は生じないと考えられる。詳しくいえば、発明や考案では技術を公開する代償として特許権、実用新案権が与えられるのであるから、特許権、実用新案権の存続期間をあまり長くすると、既に社会一般の常識となった技術についていつまでも独占権をほしいままにし、技術の向上を阻害することになるが、意匠は審美的な観点から保護されるものであるため、存続期間を長くしても弊害は少ない。
外国の立法例も意匠権には通常15年以上の存続期間を認め、たとえば、ドイツでは最高25年の保護が与えられている(平成二四年現在)。
また、意匠権とある点で共通の性格を有する著作権は、ベルヌ条約加盟国においては著作者の死後50年以上存続しなければならず、商標権は何回でも存続期間を更新することができる永久の権利と考えられている。このような事情を考慮して旧法では設定の日から10年であった意匠権の存続期間をS34年制定の現行法において15年に延長し、さらに、H18改正において20年に延長し、権利の保護を強化したのである。

意21(2)
関連意匠の意匠権の存続期間は、その本意匠の意匠権の設定の登録の日から二十年をもつて終了する。
<趣旨:H10改正>
本意匠とその関連意匠の意匠権については権利の重複部分が生じることとなることから、関連意匠の意匠権は、関連意匠の意匠権の設定の登録が本意匠の意匠権に遅れた場合でも、権利の重複部分に関して権利の実質的な延長が生じないようにするために、関連意匠の存続期間は本意匠の設定登録の日から起算する旨を規定している。
ただし、本意匠の意匠権が、存続期間の満了以外の理由、すなわち、①意匠権の放棄、②登録料の不納付、③無効審決の確定を理由として消滅した場合については、本意匠と関連意匠の整理が便宜的なものであり、各々の意匠が同等の創作的価値を有することを踏まえ、関連意匠同士の関連性は維持しつつ、関連意匠の意匠権は存続するものとする。
 

(無題)

 投稿者:tester  投稿日:2013年 6月20日(木)13時00分29秒
  出願の変更

時期的要件(商11(4),12(2),65(2))
出願の変更は、商標登録出願について査定又は審決が確定した後は、することができない。

取下擬制(商11(5),12(3)・65(3)にて準用)
第一項から第三項までの規定による商標登録出願の変更があつたときは、もとの商標登録出願は、取り下げたものとみなす。

遡及効(商11(6),12(3),65(3))
商10(2,3)〔出願の分割〕は、出願の変更の場合に準用する。
<趣旨> 特44と同じ。


商11(1)(団 → 通・地)
<趣旨>
例えば団体商標の商標登録出願が七条に規定する条件を満たさないとして補正命令を受けた場合や団体自身のみが使用する商標であるとして拒絶理由通知(三条一項柱書違反)を受けた場合等に実益がある。

商11(2)(地 → 通・団)
<趣旨>
例えば、地域団体商標の商標登録出願をしたが、既に出願に係る商標が全国的な範囲の需要者に広く知られているため、三条二項の規定により通常の商標又は団体商標として登録を受けようとする場合等の局面において実益がある。

商11(3)(通 → 団・地)
<趣旨>
例えば、通常の商標登録出願により生じた権利を七条一項に規定する法人が承継したような場合で、その商標を団体商標として使用しようとするとき、また、通常の商標登録出願をした組合等が、その商標の構成が三条一項三号等に該当するとして拒絶理由通知を受けた場合で、地域団体商標として登録を受けようとするとき等に実益がある。

商12(1)(防 → 通)
防護標章登録出願をした後に自らその標章を商標として使用しようとする場合等に実益がある。

商65(1)(通 → 防)

<通・地 → 団>
団体商標登録出願への変更の際には、商7(3)の書面(出願人が商7(1)に規定する法人であることを証明する書面)を提出することが必要である。

<通・団 → 地>
地域団体商標の商標登録出願への変更の際には、商7の2(4)の書面(出願人が組合等であることを証明する書面及びその商標登録出願に係る商標が商7の2(2)に規定する地域の名称を含むものであることを証明するため必要な書類)を提出することが必要である。

<商標登録と防護標章登録との関係>
商標登録と防護標章登録との関係については、以下の問題がある。
(1:防→商)防護標章登録を受けた者(したがって、その登録防護標章に係る商標権者)がその登録防護標章について重ねて同一の指定商品又は指定役務について商標登録を受けることができるか
(2:商→防)二つ独立の商標権を有する商標権者がそのうちの一つについて、他方の商標権を防護するために重ねて防護標章登録を受けることができるか
という問題である。
(1:防→商)は、四条一項一二号には「他人の」という限定がついている関係上自己については適用がないから当然に登録を受けることができる。これから防護標章登録に係る指定商品又は指定役務について新たに業務を開始するときなどは、商標登録を受けておけば他の権利との抵触によってその使用ができなくなることはないから実益がある。
(2:商→防)は、これを禁止する規定がないのだから当然に重ねて登録を受けられる。その商標登録に係る指定商品又は指定役務についての業務を廃止したとき、後に残る信用を他人に利用されることを防ぐことができるなどの実益が考えられる。
 

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