電気自動車について

ビッグ３再建問題が大きな話題となり、世界の自動車市場大激変の昨今ですが、今年が実質普及元年と思われる電気自動車について調べてみました。

（１） 電気自動車の歴史

　　１８３０年頃、イギリスで研究が始まり、１８７３年に世界初の鉛蓄電池を使った電気自動車が製造された。

　　１９００年頃のアメリカでは生産台数の４０％が電気自動車であり、１,６００台製造された。

　　１９１１年には日本でも日本自動車によって初めて電気自動車の試作車が完成した。

　　１９１２年のピーク時にはアメリカで３.４万台生産されたが、やがてフォードのガソリン車に駆逐された。

　　１９４９年頃の日本では電気自動車のシェアは３％程度であったが、アメリカ同様衰退・消滅していった。

　　１９７０年代に中東戦争由来によるオイルショックで電気自動車の関心が高まったが、実らなかった。

　　１９９０年カリフォルニア州産車の一割は無公害車というＺＥＶ規制で電気自動車に再び、注目が集まった。

　　１９９０年代にはニッケル水素電池やリチウムイオン電池の登場で第二次黎明期ともいえる時期となった。

　　ところが、自動車業界や石油業界の激しいキャンペーンの結課、ＺＥＶ法は骨抜きにされ、再び衰退した。

　　１９９７年の京都議定書により、ＣＯ２削減が大きな問題となり、環境面から車社会の問題が注目された。

　　１９９７年にトヨタがハイブリッド方式のプリウスを発売し、電気自動車の過渡期製品を発売した。

　　２００８年には税制面で優遇されているシリコンバレーに２７社以上の企業が名乗りをあげるようになった。

　　一番乗りのテスラ社は最高時速２００ｋｍ、航続距離４００ｋｍのスポーツ車を販売し、予定１,０００台完売した。

　　２００９年はいよいよ三菱のアイミーブを皮切りに電気自動車普及元年ともいえる年となりそうです。

（２） 自動車用電池の歴史

　　黎明期は鉛蓄電池であったが、容量不足等の問題もあり、ガソリン車に押され、やがて消えていった。

　　第二次黎明期にはニッケル水素電池やリチウムイオン電池も登場したが、自動車用としては問題があった。

　　普及元年ともいえる今年はリチウムイオン電池の性能向上もあり、実用小型車が多数登場しそうである。

（３） リチウムイオン電池の利点と課題及び解決見込み　

　　利点

　　　①走行時にＣＯ２、ＮＯｘ、ＰＭ等の有害排気物質が全く出ない。

　　　②エンジンが無いので、静かで振動も少なく、静かな環境が求められる施設等でニーズが高い。

　　　③深夜電力を利用すれば、ガソリン車の１／９程度の燃料コストで済む。

　　　④エネルギーロスが少なく、加速性能がガソリン車に比べて約３０％向上する。

　　　⑤総合エネルギー効率が、ガソリン車の約１４％に比べて約２倍の３０％であり、まだ向上の余地がある。

　　　⑥ブレーキ等の制動時の運動エネルギーを回生して、蓄電し、再利用できる。

　　　⑦アイドリングが全く不要で、動力伝達損失が少ない。

　　　⑧ガソリンスタンドの設置費用約１億円に比べて、充電用スタンドは３００万円程度と極めて安い。

　　　⑨電力網は全国くまなく張り巡らされており、新たなインフラ設備投資が殆ど不要である。

　　　⑩構造が簡単なので、動力伝達ロスが少なく、故障もしにくく、修理も簡単になる。

　　　⑪重い電池を中央最下部に置けることにより、走行安定性が向上する。

　　　⑫エンジンオイル、エレメント、プラグ、クーラント等の消耗品が不要になる。

　　　⑬危険な燃料輸送の必要が無くなり、タンクローリーによる事故が減る。

　　　⑭設計上の制約が少なくなり、自由な設計が可能になる。

問題点と解決の見込み

　　　①リチウムイオン電池は発火や破裂の心配があるが、実際に販売される段階では解決しているでしょう。

　　　②電池寿命が問題だったが、車の寿命と大差なくなり、電池交換せずにやってゆけそうな段階にきている。

　　　③寒冷地での性能が落ちる問題があったが、これも解決されつつあり、特に問題にならない段階である。

　　　④リチウムイオン電池が高く、約４万円/ｋｗのコストがかかるが、補助金や、量産効果で下げるしかない。

　　　⑤フル充電に１０時間前後かかるが、急速充電スタンドで３０分８０％充電が可能であり、今後更に短くなる。

　　　⑥走行距離が１３０ｋｍと短いが、アメリカには４００ｋｍ走れるスポーツ車もあり、問題は解決されつつある。

　　　⑦希少金属であるリチウムの供給不足や高騰の懸念があるが、使用量が少なく、大丈夫なようである。

（４）リチウムイオン電池のメーカー間提携状況

　　　①トヨタ　 →パナソニック（三洋電機）・・・・・パナソニックグループはリチウムイオン電池の世界シェア４４％

　　　②ホンダ →ＧＳユアサ・・・・・・・・・・・・・・・・・ＧＳユアサは三菱自動車、プジョー･シトロエンにも供給

　　　③日産　 →ＮＥＣ（ＮＥＣトーキン）・・・・・・・・ＮＥＣトーキンはキャパシタにも力を入れている

　　　④三菱　 →ＧＳユアサ・・・・・・・・・・・・・・・・・実質世界初の普及型電気自動車アイミーブ４月発売予定

　　　⑤ＧＭ　 →ＬＧ化学・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＬＧ化学は現代自動車、起亜自動車にも供給

　　　⑥ﾌｫｰﾄﾞ →三洋電機（？）・・・・・・・・・・・・・・三洋電機はハイブリッド用ニッケル水素電池供給中

　　　⑦ｸﾗｲｽﾗ→ＧＥ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・来年発売予定で開発中

　　　⑧ＶＷ　 →三洋電機・・・・・・・・・・・・・・・・・・三洋電機はトヨタにも供給

　　　⑨ﾌﾟｼﾞｮｰ →ＧＳユアサ・・・・・・・・・・・・・・・・・プジョーはシトロエンを傘下に持っている

　　　※上記以外にもスズキ、ダイハツ、富士重工、日産ディーゼル（ボルボ子会社）、ダイムラー等も開発中

　　　※ボルボはフォードの傘下になっている。

（５）今後の見通しと社会の変化

　インフラ整備を世界的な規模で整備しようとしているのが、アメリカのベータープレイス社で電気供給システムの標準化や電気の販売方法の確立等、熱心にやっているようである。

トヨタが熱心な燃料電池自動車は充電時間の制約はないが、水素スタンドの建設に３億円程度かかるし、水素の供給インフラ整備も高コストで普及は難しいだろう。

結局、現時点で一番有利であろうリチウムイオン電池で走る電気自動車が５年以内にはガソリン自動車を脅かす存在になっているのでしょう。

そうなると現在の形態は崩れることになり、ガソリンの使用量は徐々に減少し、ガソリンスタンドはますます減り、自動車修理工場も修理が大幅に減少し、一部の自動車部品メーカーは不要になるのである。

エンジンが不要になり、代わりにモーターを作る会社や電池メーカーが隆盛を極める時代になるのである。

充電設備は当面、電力各社・郵便局・イオンを始めとする大規模な小売店や飲食店等に設置されるでしょう。

急速充電に１時間弱の時間がかかる事は滞在型の施設にとってセールスポイントにもなる。

公共施設やレジャー施設はもちろん設置するでしょうし、電池レンタルの企業も沢山でてきそうです。

今、自動車関連の事業所は恐らく多くに設置されるでしょうから、後は自動車の普及次第ですね。

結局、電気自動車の普及が最大の課題で、その為には電池性能の向上が全てと言っても過言ではありません。

良くなったと言っても１３０ｋｍ程度の走行距離、時間単位の充電時間、補助金を貰っても最低でも２００万円はしそうな車両価格等、本格普及には解決しなければならない問題が多く残っています。

最近、キャパシタという電池が実用化の見込みであり、リチウムイオンキャパシタと電気２重層キャパシタがあるが、特徴は電気２重層キャパシタなら秒単位でフル充電できるらしいし、希少金属を使わないので安価だし、異常高温や発火の心配が無く、自動車の耐用年数より長いらしいのである。

瞬時に大電力を充放電できるのでスタート時に大パワーが出て、エネルギーの回収にも優れているようである。

日進月歩の時代ですから今の問題はみるみる解決されて電気自動車全盛の時代が足下まで来ているように感じました。

主なキャパシタメーカー

①イーメックス・・・・・・・・・・・・・・・・・ 高分子リチウムイオンキャパシタにより、夢のような電池を完成しそう

②アドバンスト・キャパシタ・Ｔ・・・・・ フォード傘下のボルボ傘下の日産ディーゼルと共同開発中

③旭化成エレクトロニクス・・・・・・・ 旭化成（３４０７）の子会社

④太陽誘電（６９７６）・・・・・・・・・・・・ 東証一部上場

⑤ＮＥＣトーキン（６７５９）・・・・・・・・・東証一部上場

⑥ＦＤＫ（６９５５）・・・・・・・・・・・・・・・・東証一部上場（元富士電気化学）、富士電機系列

⑦ＪＭエナジー・・・・・・・・・・・・・・・・・ ＪＳＲ（４１８５）の子会社

⑧日立エヌアイシー・・・・・・・・・・・・・日立製作所（６５０１）の子会社

⑨富士重工業（７２７０）・・・・・・・・・・ 東証一部上場

オバマ大統領が、ビッグ３立て直しも絡めて、環境に力を注ぐようですからＣＯ２の約２０％を排出していると言われている車社会が今後大きく変化するのは間違いなさそうです。

電力の多くは無駄に捨てられてますから、電池の性能向上が世の中の環境改善に大きな力を発揮しそうです。

特に瞬時に大電力を充放電できるキャパシタは車以外にも無停電電源、夜間電力貯蔵、自然エネルギー発電の貯電等利用範囲は無限なようですからこれからの性能向上が楽しみな製品だと思います。

米国ワシントン州に１９９９年に設立された米国のシェルビースーパーカーズ（ＳＳＣ）社は１月２１日、アルティメットエアロEVの投入計画を明らかにした。

ピュアＥＶで、アルティメットエアロが２００８年に記録した最高速４３４km/hを上回る性能実現を目指す。

アルティメットエアロＥＶではエンジンに代えて、ＡＥＳＰ（オール・エレクトリック・スケラブル・パワートレーン）を採用、２次電池としてリチウムイオンバッテリーを搭載し、充電時間は１１０Vコンセントでわずか１０分で、最大航続距離も約３２０kmと実用的だ。

ＡＥＳＰは充電時間が短いだけでなく、小型軽量、大出力化が可能などの特徴を備え、モーターの最大出力２００ｐｓ、電磁特性を変更することでピックアップトラックやＳＵＶ用に最大出力を５００ｐｓまで高めることができる。

さらに、大型トラックや軍用車など、過酷な使用が想定される車両には、モーターを２個搭載し、この時のトータル出力は１,２００ｐｓに達するという。

ＳＳＣ社はこのＡＥＳＰを大手自動車メーカーにも納入する方針で、同社はそのコストについて、千～１万ユニット規模で量産できれば、１個当たりのコストは５千～６千ドル（約４５万～５４4万円）まで下がると試算している。

ＡＥＳＰの大きさはエンジンの約１８分の１とコンパクト、そして単体重量も約９０ｋｇと軽い。

車両デザインの自由度を高める意味でも、自動車メーカーから注目される可能性は高い。

アルティメットエアロＥＶは３～６月に公開予定で、世界最速のスーパーカーは、世界最速ＥＶの称号も手に入れることになりそうだ。

早速、実用性の高そうな電気自動車が登場しそうです。

電気自動車の強みは出来たばかりのメーカーでも容易に世界のトップに立ち得る事です。

特にアメリカには雨後の竹の子のように続々メーカーが設立されているようですから、日本もうかうかしていたら再度自動車市場での主導権をアメリカに取られかねません。

電気自動車普及元年になりそうな今年、如何なる展開が待ち受けているのでしょうか？

４月からの新車発売競争が楽しみです。