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プリセットは既知スペック(電池容量・車重など)を入れるだけのものです。駆動計算はすべてDDハブ前提です。元の車両の駆動方式がDDでない場合、その車両の実測再現ではなく「DDだったら」という換算になります。
上のタイヤ外径プリセットは、車両のタイヤ外径と「基準速度のタイヤ外径」の両方に同じ値を入れます(そのタイヤが付いた状態を基準にするため)。タイヤサイズ変更の換算をしたいときは、プリセットではなく数値入力で車両側の外径だけを変えてください。タイヤの「インチ」は外径の呼び径です。リム径(ビード座径)とは別物なので、最高速計算には必ずタイヤ外径を使ってください。DDハブは減速比1:1固定で、回生が使えるのが前提です(ギヤードハブのようなフリーホイールは想定しません)。
すべて概算です(条件を変えた相対比較が主目的)
| 速度 km/h | Wh/km | 航続 km | 必要出力 W | 電流 A |
- 電池:総エネルギー = 公称電圧 × 容量。使用可能エネルギー = 総エネルギー × DoD × セル種別の放電レート補正(鉛は高レートで容量が目減りするため大きく下げています)。電圧降下(サグ)= 電流 × 内部抵抗で表示し、最大電流時のCレートも警告します。
- セル形状(18650/21700):形状そのものは計算式に直接入りません。効くのは形状と相関する量だけです ― 1セル容量(→同じAhのパックでの並列数)、セル内部抵抗(→サグと I²R 発熱)、セル最大放電、セル重量。同容量・同化学系で比べると、21700は1セルが大きい分だけ並列数が減るので、パック全体の内部抵抗は「1セルの低抵抗化」と「並列減」が相殺し合い、差は1〜2割程度に収まるのが普通です。同じ形状でもセル型番(エネルギー型か高出力型か)による差の方が大きいので、型番が分かる場合はセル構成モードで直接入れる方が確実です。
- 走行抵抗:転がり抵抗は速度によらず一定の Wh/km(=Crr×総質量×重力÷3.6)、空気抵抗の Wh/km は速度の2乗に比例(=½×空気密度×CdA×v²÷3.6)。どちらも駆動効率で割って電気エネルギーに直します。
- タイヤ種別とCrr:種別ごとの代表値として、エア(オンロード)0.015/エア(オフロード)0.022/パンクレス(レンコン状・ハニカム)0.028/ソリッド(エア風外見の充実ゴム)0.038 を置いています。前後で種別が違う場合は、後輪荷重配分(立ち乗りは後ろ寄り約60%)で加重平均した実効Crrを使います。これらの値は実測のばらつきが一番大きい入力です(空気圧・路面・タイヤ個体で±3割は動く)。特にソリッド系は「速度が低いほど転がり抵抗の比率が支配的になる」ため、低速車ほど航続への効きが大きくなります。チューブレスとチューブドの違いは区別していません:チューブレス化で消えるチューブの摩擦・変形ロスはCrrで0.001〜0.002程度(ES1 Pro級の条件で0.3〜0.6 Wh/km、航続で1km未満)と、種別代表値のばらつき(±3割)の中に収まるためです。実際に効くのはチューブの有無より、トレッド形状・空気圧・タイヤ外径(サイズ変更は外径欄で反映)の方です。
- 発進・停止:1回の加速エネルギー = ½×総質量×v²。回生ありの場合は回収率分を差し引きます。
- 起伏:累積標高の登りコスト = 総質量×重力×標高(m/km)÷3600÷効率(ジュール→Wh換算)。下りではその一部しか取り戻せない(回生ありで回収率分、なしでは惰性で抵抗を相殺する分のみ)として、差し引き分を加算します。平均勾配は片道基調として別に加算します。
- 最高速度(電圧制約):DDは回転数が電圧に比例するので、基準速度×(運転電圧÷基準電圧)。無負荷基準の場合は負荷係数を掛けます。基準速度方式では、タイヤ外径を基準時から変えた場合は外径比(今の外径÷基準速度のタイヤ外径)も掛かります = 同じモーター回転数でも円周が伸びた分だけ速くなります。KV方式はこの比例関係をタイヤ円周で速度に直したものです。なお航続距離の物理モデルにはタイヤ外径は直接入りません:外径が転がりに与える影響は、タイヤ種別(Crr)側に寄せてあります。
- 最高速度(出力制約):使える出力(コントローラー電流×電圧、電池の最大放電、の小さい方)で、平坦定速に必要な出力と釣り合う速度を逆算します。実際の最高速は電圧制約と出力制約の小さい方です。
- 検証(grande PLUS/City):48V×20Ah=960Wh、総質量93kg・CdA 0.65・停止1回/km・使用可能90%・平坦(標高獲得0)・効率80%と置くと、20km/h定速で約89km(City公称80kmに近い)、40km/h定速では約36km(grande公称50kmとは離れる)。grandeの公称50kmは本モデルでは約32km/h定速に相当します。つまりメーカー公称は「最高速での定速テスト」ではなく、テスト条件(平均速度)が非公開な以上、公称値同士の単純比較はできない、というのがこのユーティリティの前提です。実績が1件取れたら補正係数で寄せるのが一番確実です。
- 実測との照合(M365/ES1 Pro):M365は純正ファームウェアでは25km/h制限ですが、モーター自体はそれ以上が可能で、カスタムファームウェアで制限を外すと30〜35km/hが典型的とされています(海外ガイドのまとめ)。純正ハブモーターのままで実測30km/hという動画報告(ユーザー目撃)もあります。ES1 Proプリセット(YFS-D1 15A)で出力制約の最高速を計算すると、条件(充電状態・地形・総質量)を振って約30〜33km/hの帯に入り、実測30km/hと矛盾しません。動画の条件(体重・充電状態・GPSかメーター読みか)は不明なので厳密な一致ではありませんが、物理モデルの桁が合っている傍証にはなります。
- 気温低下、電池の経年、向かい風、タイヤ空気圧は入れていません。冬場や劣化時は補正係数 1.1〜1.3 程度を目安にしてください。