クルマ 自動車の最新技術を追う
 

クルマのあり方を変える電気自動車,機械/電気/化学/社会インフラの高度なインテグレーションが不可欠

カルソニックカンセイ 廣田幸嗣氏

安保 秀雄=編集委員
2009/03/18 20:52
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 自動車業界の危機でプロジェクトの大幅な見直しが行われているなかでも,自動車メーカー各社は電気自動車の開発を強力かつ広範囲にわたって進めている。電気自動車は自動車の姿を大きく変えるだけに,技術的および事業的な基盤構築から取り組む必要があるからだ。

 電気自動車開発の現状や課題,今後の方向性について,カルソニックカンセイ 開発本部 テクノロジーオフィサの廣田 幸嗣氏に聞いた。廣田氏は,日産自動車やカルソニックカンセイで,長くカー・エレクトロニクス分野の開発を行っている。(聞き手は安保秀雄=編集委員)

問 電気自動車の実用化によって,自動車はどう変わるのでしょうか。

廣田 幸嗣氏
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廣田氏 電気自動車は,環境問題やエネルギー問題を解決する手段の一つになります。このため,グリーン・カーなどといわれています。

 ただし,それだけではありません。自動車のあり方を変え,自動車産業に大きなインパクトをもたらします。これまで100年間,自動車の「機能」と「構造」は,エンジンとトランスミッションの制約を受けていました。しかし,電気自動車ではエンジンとトランスミッションがなくなります。このため,今の“クルマ”の枠から外れたクルマが出現します。

 例えば,「Easy Transporter」と呼ばれるべき,軽自動車と電動車椅子/電動自転車との中間に位置するセグメントのクルマが生まれる可能性があります。先進国の都市部や高齢者の多い日本の地方部,新興国向け市場で有望です。

 また,現在のクルマを超える機能を持つ「Super Surface‐craft」と呼ばれるものが市場に出てくる可能性もあります。例えば慶応大学で開発している多輪のスーパーカー(関連記事1)や,通常は超小型車だが,高速道路上ではITS制御により列車のように縦列走行することで,空気抵抗とドライバの数を減らすことができるコンボイ走行車,前回のモータショーで話題になった日産の「ピボ2(PIVO 2)」(関連記事2)のようなロボティクスとの融合による新しいビークル(モビリティ)などいろいろ考えられます。

問 電気自動車の開発課題は何でしょうか。

廣田氏 新しいものを作るわけですから,さまざまな要素技術の開発やインフラの整備が必要になります。同時にそれらをまとめて全体を作っていくシステム・インテグレーションを推進していく力が不可欠です。

 例えば,電気自動車やハイブリッド車に搭載される電動モータは,従来のエンジンに比べるとレイアウトの自由度が飛躍的に高いと言えます。通常の自動車は1台のエンジンしか積んでいませんが,電気自動車は複数のモータを搭載することができますし,車輪のホイール中にモータを搭載するいわゆるインホイール方式なども実現できます。

 また制駆動力制御の設計では,エンジンの場合,アイドル回転以上の正回転域でのみで動かし,トルク特性は非線形で,応答性が数百msと遅くなります。これに対して,電動モータは正逆回転かつ正負のトルクで運転可能であり,電流トルク特性も線形で,応答性は数msと速く,制御しやすいと言えます。駆動と制動を連続的にきめ細かく制御することができ,路面とタイヤの粘着制御や車両の姿勢制御が容易になります。つまり製品の重要な二つの属性である「構造」と「機能」の面で設計自由度が飛躍的に高くなります。

 このようなレイアウトと制御の自由度を最大限に活かした新しい製品を創造するには,要素部品の単なる組み合わせでなく,多くの専門技術者が知恵を出し合って高度の擦り合わせをすることが必要です。実際に開発現場では,これに多くの時間とエネルギーが割かれています。

 とりわけ電気自動車は,スタンドアロンでオールインワンの自己完結システムであり,システムの機能を外部に依存することができません。電気自動車で走行距離を稼ぐために居室空間を維持したまま小型軽量化が進むと,小さな空間に多くの専門技術を集積しなければなりません。例えば,パワー・エレクトロニクスの実装で,パワー密度が上がると電磁ノイズと発熱の負の相互作用が大きくなり,擦り合わせの課題が高度で複雑になります。

 ところが最近は専門技術が分化し高度化しているために,システム全体の相互作用を俯瞰して解決することがますます困難になっています。システム全体が見える人材を育てることが不可欠になります。

問 要素技術の課題やインフラの整備とは,具体的に何でしょうか。

廣田氏 前述のような電動化を活かしたシステム制御,電池,コンポーネントのモデル化とインテグレーション,エネルギー供給といった社会インフラの整備など,さまざまな課題があります。

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