クルマの電動化革命

著者:  Marc Bracken  - 2021-06-28 

電気自動車(EV)の革命はこれからも続くでしょう。交通機関の歴史の中では何度も失敗を繰り返してきましたが、今回はもう止められません。この革命が、自動車の交通にどのような影響を与えるかはこれからの話です。技術と発電の進歩により、近い将来、多くの自動車が電気パワートレインをオプションまたは標準装備するようになるでしょう。

毎日のように、メーカーのラインアップに新しい電気自動車が加わり、カーボンニュートラルを目指しているとか、電動化戦略などが話題になっています。このブログでは、バッテリ電気自動車(Battery Electric Vehicle、BEV)、別名ゼロエミッション・ビークル(Zero-Emission Vehicle、ZEV)に焦点を当てています。BEVは、2026年に生産されるEVの約35%を占め、1,300万台以上になると言われています。

BEVは、内燃機関(ICE)を電気パワートレインに置き換え、化石燃料を大型のリチウムイオン電池に置き換えて、配電網(グリッド)からバッテリパックを充電して補給します。次回のブログでは、EVのクラス分けの違いについてご紹介します。

図1. 2026年のEVの方式による区分(FCEV は1%であり、グラフに表示していない)

 

消費者にとっては、従来のICE車からBEVに移行することが理にかなっているユースケースが数多くあります。米国における1日の平均通勤距離は、2020年の新型コロナの世界的パンデミックの前は往復30マイル(48km)以下でした。BEVの典型的な航続距離を考えれば、再充電なしで毎日の通勤に対応できることは明らかです。通勤だけでなく、子どもの送り迎えや買い物、ジム通いなどの日常的な用事も、再充電の必要なくこなすことができます。従来のICE車もこれらの作業をこなすことができますが、その際には、同じ往復の通勤で平均12kg(27ポンド)のCO2を排出しています。

米国環境保護庁(EPA)によると、平均的な乗用車は1年間に4.7トンのCO2を環境中に放出しています。世界中で走っている車の数を考えると、1年で66億トン以上のCO2が環境中に放出されていることになります。各国は、運輸部門から排出されるCO2を削減するための規制を設けており、パワートレインの電動化はすべての自動車メーカーにとって重要な課題となっています。ちなみに、米国地質調査所(USGS)の試算によると、自動車からの年間CO2排出量は、石炭火力発電所564基分に相当します。

BEVを広く普及させるためには、多くの課題があります。電子機器の効率、充電時間、電池の化学的性質、住宅・商業施設のインフラ、リチウム資源の採掘などの改善が、それらの課題の解決につながります。技術が進歩し、これらの課題が解決されれば、BEVの普及は進むでしょう。ICE車との性能差もなくなります。航続距離、充電時間、環境への影響、所有コスト、消費者の満足度の向上は、電気自動車の未来に向けての原動力になります。多くの場合、これらの進歩はすでに始まっています。消費者の声や世界的なCO2排出規制の強化が、この動きを加速させています。この勢いにより、2021年から2026年までのEV/HEVの年平均成長率(CAGR(VOL))は20.1%、BEVのCAGR(VOL)は29.7%になると予想されます。

図2. 今後5年間のEV / HEVの成長率

 

BEVは、トラクションインバータ、オンボード・チャージャ(OBC)、高電圧/低電圧DC-DC、バッテリマネジメント・システム(BMS)などの電子モジュールによって実現されています。これらの電子機器は、蓄積されたエネルギーを変換してトラクションモータに電力を供給し、バッテリパックを充電し、車両内の電力管理を行うことができます。

オン・セミコンダクターは、この電動パワートレイン革命を推進するために、最先端の自動車向けソリューションを提供しています。オン・セミコンダクターのポートフォリオには、シリコンカーバイド(炭化ケイ素、SiC)MOSFETSiCダイオードハイブリッドIGBTスーパージャンクションMOSFETオートモーティブ・パワーモジュール(Automotive Power Module、APM)が含まれており、お客様は、電力密度、効率、信頼性を最大化しながら、さまざまな電力層に対応するハイエンドシステムを設計することができます。

 

車両電動化のソリューションの詳細はリンク先に加え、以下をご参照ください。

 

 

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Tags:Automotive
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