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あなたの会社は大丈夫?!

パワートレーンの変化を部品・材料メーカーはどう見るか

K&Kテクノリサーチ代表 ワールドテック講師(元デンソー)加藤 克司 氏

  • 近岡 裕
  • 2016/11/11 23:45
  • 1/3ページ
K&Kテクノリサーチ 代表 ワールドテック講師(元デンソー)加藤 克司 氏
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 パワートレーンは、エンジンの発生する回転力を駆動輪へと伝える役割を担う装置類で、エンジンやクラッチ、トランスミッション(変速機)、プロペラシャフトなどを含む動力伝達装置の総称だ。このパワートレーン分野で今、将来に向けたさまざまな種類の技術開発が世界中で急速に進んでいる。こうした技術開発の動向は、自動車の開発メーカーや関連する製品や材料メーカーにも大きな影響を与える。「技術者塾」において「世界の自動車用パワートレーンの最新・将来技術と規制動向」(2017年12月13日)の講座を持つ、K&Kテクノリサーチ代表でワールドテック講師(元デンソー)の加藤克司氏に、最新のパワートレーン技術の動向や、部品や材料メーカーが押さえるべきポイントについて聞いた。(聞き手は近岡 裕)


──パワートレーン分野で今、どのような動きが見られますか。

加藤氏:。現在、エンジンの熱効率や低燃費性能をいかに高めるかで各自動車メーカーや部品メーカーがしのぎを削っています。さらにこうしたエンジン本体の熱効率の向上技術に加えて並行して進んでいるのが電動化です。ご存じの通り、ハイブリッド車(HEV)やプラグインハイブリッド(PHEV)、電気自動車(EV)がその代表格。HEVはエンジンと電動モーターの2つの動力源を搭載するクルマであり、減速エネルギーを回生したり、エンジンの出力を発電機を介して電力に変換したりします。こうして得た電力でモーターを回し、エンジン動力と組み合わせて駆動力に使います。ストロングハイブリッドではエンジンを使わずに電気だけで走れる領域もあり、一般にモーターの方がエンジンよりも効率が高いので、ユーザーにとってはランニングコストをより低く抑えられるという利点があります。

 これを進化させたのがプラグインハイブリッド車(PHEV)です。車両に搭載された2次電池に家庭用の充電器や急速充電のできる充電ステーションで外部の電源から充電でき、通勤や通学、買い出し程度の短い走行距離ならエンジンを使わずにEV走行が可能となる。従って、日常の走行であればガソリンや軽油といった燃料を供給する必要がありません。燃料を要するのは長距離走行時だけでよいのです。

 ただし、PHEVはバッテリー交換式電気自動車(BEV)の一種ですが、エンジンとモーターの2つの動力源を搭載するため、搭載する2次電池の容量をHEVに比べて増やす必要があります。そのため、HEVに対して車両コストが高くなる上に、ユーザーが充電する手間も増える。そのため充電の手間を減らすべく、非接触式の充電装置も開発されています。

 他方、電気自動車(EV)は1つの動力源で済み、トランスミッションが要らないためエンジン車より一般に構造がシンプルです。HEVやPHEVとは違って2つの動力源を搭載する必要がないので、コストを下げることができます。ただし、EV普及の大きな課題は2次電池の開発で、電池の容量や大きさ、充電時間の短縮などが課題となっています。現在は急速充電を利用した場合でも、満充電の8割を充電するのに約20分と長い時間が必要です。この充電時間がガソリンなどの給油並みの5分程度になれば、EVはもっと普及するはずです。充電ステーションも充電時間が短くなれば、採算性も上がると思いますが、現状ではかなり厳しいと思います。これらの課題が解決されれば、将来はEVが主流になると思います。

 燃料電池車(FCV)も燃料電池を電源とするEVの一種です。FCV普及の重要な鍵は、水素を供給するステーションを整備できるかどうかとなります。他にも、天然ガスやバイオ燃料を利用する代替燃料車などもグローバルには徐々に普及しています。

 しかし、これらのパワートレーン車両には、それぞれ一長一短があり、各自動車メーカーの技術開発動向、各国の排出ガス規制、燃費規制動向、各国の燃料事情識等によって、主流となるクルマが年代によって大きく変わっていきます。

 加えて、最近のパリ協定の動きにも見られるように、地球全体の温暖化対策としてクルマの排出ガス規制だけではなく、厳しい温暖化対策の規制がグローバルに進んでいきます。そうなると、クルマの排出ガスだけではなく、電力や燃料を生成する過程での二酸化炭素(CO2)発生量も含む、いわゆる「Well to Wheel(油井から車輪まで)」による総CO2排出量も考えた低減方法が重要となっていきます。

 燃料源や電力源の生成の仕方によって、Well to Wheelの、総CO2排出量は大きく変化します例えば、EVはクルマからはCO2を出しませんが、電力を石炭からつくる火力発電が多ければ総CO2排出量はかなり多くなる。各地域で電力事情は大きく異なっています。従って、この影響を受けて主流となるパワートレーンの種類は変わる可能性があります。

 

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