ガソリン車を置き換えるべく、電気自動車(EV)の開発が世界的に活発だ。先進国ではすでに販売も始まっている。しかし現時点においてEVは技術的に確立されたとは言い難い状況にある。広く普及させるには、さまざまな技術課題を解決しなければならない。

 そうした技術課題の中でも最大の懸案事項は、一充電当たりの航続距離が短いことだ。このままでは使い勝手が悪いため、ガソリン車を置き換えられない。もちろんバッテリーの容量を増やせば、航続距離は延びる。しかし、バッテリーが重くなり走行性能が低下するとともに、コストが高くなる。

 さらに、EVの駆動システムにも課題が残る。現行のEVは、ガソリン車のエンジンをモーターに置き換えただけであり、EVに最適化した駆動システムとはほど遠い状況にある。

「未来のEV」を目指す

 こうした技術課題を解決しなければ、EVを広く普及させることは難しいだろう。東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端エネルギー工学専攻 准教授の藤本博志氏は、「未来のEV=走行中ワイヤレス給電+インホイールモーター」と定義する。

 走行中ワイヤレス給電とは、道路に路面コイルを埋め込んでおき、走行するEVに取り付けた給電コイルを介して電力を無線供給する仕組みだ。走りながら電力を供給できるため、バッテリーの容量が少なくても、長距離走れる。一充電当たりの航続距離が短いという課題を根本的に解決できる。

 インホイールモーターは、車輪を構成する4つのホイールの中にモーターを内蔵する技術である。エンジンをモーターに置き換えただけだと、モーターで発生させた駆動力をドライブシャフトやディファレンシャルギアなどの機械部品を介して車輪に伝える必要があった。モーターをホイールに内蔵すれば、こうした機械部品は不要になる。その分、車両の軽量化を図れる。さらに、各車輪を独立に制御できるため車体の姿勢制御をきめ細かく実行できるというメリットも享受できる。

 藤本氏はすでに、「走行中ワイヤレス給電+インホイールモーター」のコンセプトを実現する第1世代のEVを試作済みだ。第1世代では、車体の下に取り付けた給電で、路面コイルから送られてきた電力を受け取り、バッテリーに充電する。その電力でホイールに内蔵したモーターを駆動する。

 開発のポイントは、車載バッテリーからモーターへの電力供給をワイヤレス化した点にある。ケーブルで供給すると、車輪が上下、左右に動くため、ケーブルにストレスがかかり、断線してしまう。「自動車メーカーの耐久テストをクリアするのは極めて難しい」(同氏)。そこで車体側に車載コイルを、車輪側の受電コイルと100mmの間隔で配置し、磁界共振結合方式で電力をワイヤレス給電する仕組みを導入した。実際に試作したEVで、信頼性が高まることを確認済みだ。