長距離EVの実現が目前に迫っている

Apr 24, 2023

わずか 10 年ほど前に電気自動車が初めて主流になり始めたとき、ほとんどの批判は航続可能距離が限られていることと必要な充電時間が長いことに集中していました。 それ以来、自動車メーカーは少しずつ努力を重ね、効率を向上させ、生産能力を追加し、その数字を年々ゆっくりと押し上げてきました。

現在、充電間の航続距離が 400 マイルを超えるモデルが市場に出回っていますが、これまで以上に航続距離が伸びる車が目の前に潜んでいます。 この技術は、平均的なドライバーが 1 日に合理的に運転できる距離を電気自動車が 1 回の充電で簡単に走行できるようになる転換点に立っています。 すぐ近くにあるものを探索してみましょう。

市場にある最新の EV は、これまでよりも航続距離が長くなります。 EPA の航続距離テストでは、最新のテスラ モデル S は 402 マイルに達することができますが、最先端のメルセデス EQS450+ は同じテスト体制で 350 マイルに達します。 これらの足の長い車にはバッテリーが積まれており、それぞれ 100 kWh と 107.8 kWh の容量を誇り、それぞれ 450 V と 400 V で動作します。

これら 2 台の車両は、現在入手可能な主流の電気自動車の中で最も長距離を走る 2 台です。 どちらも、適切な条件下であれば、わずか 20 分でさらに 300 マイルの航続距離を急速充電できます。 連続平均速度 110 km/h で走行すると、どちらの車も、充電のための短い停車だけで 1 日 8 時間の運転に簡単に耐えることができます。 興味深いことに、プライベートテストではメルセデス自体がEPAのテスト結果をはるかに上回る性能を示しており、エドマンズ氏はこれが1回の充電で422マイルの実走行でこれまでテストされた最長航続距離の車であることを発見した。

それにもかかわらず、うんざりする少数の人々は、電気自動車は単に長距離移動ができないと抗議し続けています。 高級車の航続距離はすでに 400 マイル以上に達しており、あらゆる種類の低級モデルでも 300 マイル以上の航続距離を実現しているため、この地位を守るのはますます困難になりつつあります。

しかし、新しい車両が再び大きな数字を発表することによって、この議論をさらに破壊することは約束されているだけです。 シーンに登場する準備ができている代表的な例は、電気自動車スタートアップの Lucid Motors のデビュー車である Lucid Air です。 ドリーム エディション モデルの最長航続距離は、EPA 認定の 520 マイルの航続距離を実現します。 同社は顧客への車両納入を開始したばかりだが、Airの航続距離はすでにライバル車を大きく上回っている。

この大きな数字は、単により大きなバッテリーを使用しただけでは達成できませんでした。 Lucid Air は、競合製品よりわずか 1 桁大きい 113 kWh のパックを備えています。 航続距離がEVの主なセールスポイントであるため、Lucidはどのようにしてそのような数字を達成したのか正確には少々慎重で、この車の報道のほとんどは結果を「効率」に焦点を当てているとしている。 ただし、1 つの数字が際立っています。それは、Lucid Air が 924 ボルトのバッテリー アーキテクチャに依存しているという事実です。

より高い電圧で動作させると、大きな利点が得られます。 システム内の電力が同じ場合、電圧が上昇すると、電流は減少します。 導体の抵抗損失は電流の二乗に比例し、電圧が増加するとこれらの損失は減少します。つまり、効率が向上します。 。

損失が少ないほど、車を運転する際の航続距離が長くなります。 充電にもメリットがあります。 高温に敏感なバッテリーを充電する場合、抵抗損失による熱の蓄積を抑えることが重要です。 Lucid は、Air を 300 kW 以上の適切な DC 急速充電器に接続すると、わずか 20 分で 300 マイル相当の充電を追加できると主張しています。

これは、Lucid の目標に対する取り組みの証です。 2019年に遡ると、Lucidの最高技術責任者ピーター・ローリンソン氏は、同社は単に大型化するバッテリーに依存するのではなく、電気自動車の効率を新たなレベルに押し上げることを目指していると述べた。 空気力学に関する限り、Lucid Air はわずか 0.21 という驚異的な抗力係数を実現しました。 全体として、Lucid は、Dream Edition 発売モデルの量産トリムで 4.6 マイル/kWh に達し、エネルギー効率 5 マイル/kWh という目標に近づきました。

将来に関する限り、メルセデスは効率第一のアプローチにも価値があると考えている。 ドイツの自動車メーカーは最近、EQXX コンセプトを発表し、容量 100 kWH 未満のバッテリーを搭載したプロトタイプ設計からの航続距離 620 マイルを主張しました。 これは 6.2 マイル/kWh を超える効率であり、大幅な進歩を示しています。

メルセデスは、振り出しに戻り、航続距離を最大化するために可能なすべてのことを行うことで、これを達成しました。 現在販売されている多くのプレミアム高級EVとは異なり、EQXXコンセプトは4桁の馬力数値やマルチモーターセットアップを避け、比較的おとなしい201馬力のシングルモータードライブユニットを実現しています。 市場はとんでもない加速性能を持つ電気自動車に慣れてしまっているため、これでは量産モデルの販売が難しくなるだろう。 推進力がわずか 200 馬力の大型バッテリーを搭載した大型電気自動車は、ルシッド エアやテスラ モデル S プレイド エディションのような車と競合することはなく、購入者を冷めさせる可能性があります。

抗力係数は、Lucid Air よりもさらにとんでもない数値に跳ね上がり、Cd はわずか 0.17 という驚異的な値に達します。 また、EQS ロードカーに比べて占有スペースがはるかに小さく、コンパクトセダンのサイズに近い小型車両です。 屋根上のソーラーパネルも稼働しており、HVACとインフォテインメントシステムへの電力供給に役立っており、特に晴れた日にはEQSの航続距離をさらに25マイル延長できると伝えられている。

Lucid と Mercedes は、効率性を重視した高尚なアプローチで多くのことを達成したいと考えていますが、代わりにもっとシンプルな方法が良いと考える人もいます。 ONE という名の新興企業がまさにそれを実現し、テスラ モデル S に 203.7 kWh という驚異的な容量の独自設計のバッテリーを搭載しました。 モデルSのバッテリーの標準容量のわずか2倍強で、スタートアップ企業は独自に考案した長距離走行テストで752マイルの航続距離を達成することができた。

このプロジェクトは基本的に効率改善を完全に無視しています。 ONE はこの点に関してテスラに改造を加えておらず、システム全体として技術的に効率が低く、EPA のテストでは標準車の 4.02 マイル/kWh に対して 3.69 マイル/kWh しか稼げません。 驚くべきことは、チームがどのようにして元のパックと同じスペースに 2 倍の容量のバッテリー パックを取り付けることができ、エネルギー密度が大幅に向上したことです。 伝えられるところによると、チームは体重のペナルティもほとんど受けずにそれを達成することができたという。 ONE パックは、ドライブ テスト中にアクティブな冷却を必要としなかったようです (寒い天候での実行にもかかわらず)。 ONEが市場投入を希望している「ジェミニ」として知られる量産バッテリーは、伝えられるところによると、現在多くのEVですでに使用されているLiFP（リン酸鉄リチウム）技術に依存しており、量産サンプルは2023年頃に入手可能になるはずだ。

これらの車両は高性能ですが、おそらく最もイライラするのは、これらの偉業を達成するために使用されたエンジニアリングがまだ一般公開されていないことです。 これらの自動車が大量に市場に出回り始め、好奇心旺盛なエンジニアリングチームや個人によって分解されて初めて、効率とエネルギー密度の向上がどのように達成されているかが正確に明らかになるでしょう。 わずかな損失さえも削減する精巧に準備されたモーター、新しい高効率半導体、またはより高い電圧範囲で動作するようにジャンプアップするような大きな動きであっても、すべてが積み重なっていきます。 しかし、実際の大きな利益は、自動車メーカーが可能な限り長く競争上の優位性を維持することを目指す秘密兵器のようなものです。

せいぜい、自動車メーカーが自社の業績を自慢したいときに、あちこちで小さなヒントや洞察を得ることができる程度です。 好例は、地球上で最も先進的な EV モーターのいくつかに多額の投資を行っているテスラです。 同社は以前、モーター効率を8～10パーセント改善することで全体の航続距離が15～18パーセント向上するのにどのように貢献したかについて、『Car and Driver』とのインタビューで公然と話し合ってきた。 他のプレーヤーは通常、あまり積極的ではなく、実際のエンジニアリングの詳細について議論するのではなく、利益の源についてより広い観点から話すことを選択します。 テスラは、この分野ではやや孤立しており、マーケティングツールとして新技術について詳細に説明することが多いが、市場に投入されるずっと前に大きなことを発表する傾向がある。

いずれにせよ、効率の向上、エネルギー密度の増加、あるいは単に車に多くのバッテリーを詰め込むことによって、電気自動車の航続距離は今後数年間で急速に向上し続けると思われます。 膨大な航続距離を誇るEVはもうすぐそこまで来ており、現在私たちが所有しているEVはすでにかなりの数値を記録しています。 航続距離の不安は、最も安価で航続距離が短いEVや、バッテリーの耐用年数が終わりに近づいているEVを除いて、間もなく過去のものになるかもしれない。 従来の ICE 搭載車両に乗っている人にとってガソリン切れが起こるのと同じくらい、平均的な EV ドライバーにとって充電切れが起こることは稀になるかもしれません。 何があっても来てください！