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2024-03-19

なんで今はEV無理って話が反EV扱いされてるんだろ?

例えばガソリンがやたら高くなる離島なんかでは大分からEV活用に力入れてて、日産サクラ三菱eKクロスEV)の人気ってそういうとこで使われてた三菱i-MiEV更新用ってとこがある訳じゃん。

自動運転を考えるならAI制御やすいのはエンジンよりもモーターの方だろうし。

でも今すぐEVに全面移行を目指すのはまだ技術的に難しいでしょ。

バッテリーの性能がネックになってるし、廃棄バッテリーの処理の問題もある。

バッテリー製造省エネだって必要になるだろう。

車体の形状にしたって、エンジン車の形をそのまま使ってる事にも問題があると思ってる。

個人的EVの肝ってホイール周辺にセンサー類仕込んだ上での、タイヤと路面との摩擦の最適化だと思うんよ。

そうする事でエンジン車にはできない乗り心地を実現できれば、エコとか関係ない乗り物としてのEVの強みになるはずなんだ。

現状のEVはまだその段階ではないよね。

今は田舎でよくある短距離移動用として、2台目に買う軽自動車ポジションを置き換える存在に留まると思う。

或いはテスラみたいな所有する事自体趣味って位置づけの車ってとこでしょ。

それでも離島ゴルフカートみたいなので実証実験してた頃に比べたら、格段に進歩してるんよ。

全固体電池実用化もそろそろ見えてきてるし、AI関連技術の発展はEVにも良い影響を与えるだろう。

から10年後くらいには状況がかなり変わってるとは思うんだ。

でも今すぐにEVに移行するのは無理で、間を埋めるもの必要でしょ。

現状のEV否定的な人だって技術面やインフラ面の課題問題視してる人がほとんどで、EVから全否定って人はそんなに居ないと思うんよ。

こういうEVが今すぐエンジン車を置き換えるのは無理だよね、って話まで反EVだと抵抗勢力扱いしてる人は一旦冷静になった方が良いと思うよ。

2021-11-05

日本自動車産業EVについて書こうと思う

こんばんは。増田です。最近元三洋の人が書いたスマホ記事面白かったので、私も書いてみることにしました。

 

ちなみに私は電装系サプライヤー勤務。年齢は元三洋の人とおそらく同じくらいです。かつてはホンダ系列だったのですが、今はそこを離れてとある企業の傘下になってます。あのとき結構衝撃を受けましたけど、確実に働きやすくなりましたね。

 

さて、日本企業EV消極的世界の時流に乗り遅れ、未だに内燃機関固執している、みたいな話。半分本当で、半分ウソです。世界に先駆けてEV積極的に取り組もうとしたのは日本でした。(ここで言うEV純粋バッテリーで動く電気自動車のことで、本当はBEVと書いたほうが正確なんでしょうが、ここではEVとしておきます。)

 

それにはいわゆる京都議定書(1997)の存在があります。これは温暖化防止の為の初めての国際的な取り決めでしたが、この会議日本は2008~2012年に6%の温室効果ガス削減を約束しました。当時はかなり日本に不利と言われたものですが、開催国メンツもあって政府は本気でこれを達成しようとします。その対策の一つとして推進されたのが原子力発電でした。当時日本原発国家をあげて推進しようとします。東芝ウェスチングハウスを買収して(2006)、原発世界に打って出ようとしたのもこの頃です。

 

ただ、原発基本的24時間一定効率で発電させるものです。出力調整はできないことはありませんが、かなり非効率です。昼間の電力需要を満たそうとして稼働させると夜間に電力が余るので、揚水発電などで調整するのですが、その切り札として見られたのがEVでした。つまりEVは夜は基本的に充電器につなげておくものであり、大量のEVを普及させて夜間に充電させれば、原発の電力を効率よく使って、車自体から出る温室効果ガスも減らせるわけです。

 

で、三菱自動車からi-MiEV(2009)、日産自動車からリーフ(2010)がほぼ同時期に発売されます。これはリチウムイオン電池を使った初の量産EVで、三菱GSユアサと、日産NECトーキンと巨大な工場を建てて電池の量産体制を整えます特に日産は実際のところかなり本気の参入で、同時期に全国で充電設備の導入も急ピッチで進められました。

 

そして、どうだったか。まあ、売れなかったわけです。いや、世界初の量産EVとしてはこの2つは望外にできの良いものだったと思います。売れない理由はいくつか挙げられますリーフについてはデザインナマズみたいで全く先進的でなかったこと。エアコンやヒータを使うと走行距離が実質100km程度しかなかった。電池劣化が想定以上に早く進んで中古市場でも値崩れしていた、トヨタハイブリッドの出来が良すぎて先進イメージを求める層はそちらに流れた、など。一言で言えば実用的ではなかったのですが、まあそれでも初めて出てきたEVとしては大したものだったのです。でもこの評価は全くエンジニア目線でしょうねぇ。すみません

 

ただ、最も大きな要因は東日本大震災(2011)でしょう。これで原発を主軸に温室効果ガスを減らすという国家戦略は完全に頓挫しましたし、それをあてにしたEVの普及など望むべくもなかったのです。実際EVガソリン供給が途絶えた被災地でかなり役立ったのですが、その後数年間原発を失った日本は電力供給が逼迫することとなり、主戦場である日本EVは売れなくなりました。日産はその後も地道にリーフの改良を続けますが、もはや主戦場で売れなくなったEVに積極投資はできなくなり、2代目リーフ(2017)は初代から大幅な進化はなし。i-MiEVは一代限りで姿を消します。日産NECトーキン電池事業を受け継いだAESCを中国のエンビジョングループに売却します。

 

ちなみにウェスチングハウスを買収した東芝はその後地獄を見る事となり、今日凋落につながるのはご承知の通り。日立海外原発建設から撤退します。そんな事をしている間に、中国国家を上げて次世代原発開発に取り組んで、技術的には完全に抜かされてしまいました。なんだか泣けてきますね。21世紀日本は完全にツキに見放されたって感じがします。はい

 

さて、じゃあ巨人トヨタはどうだったかトヨタ保守的EVから距離をおいていると思ったあなた、そうでもないんです。実はトヨタはあのテスラ出資(2010)し、トヨタGMが共同で運営していた工場NUMMI)をテスラに売却。テスラ支援していました。実際に共同でSUVEVを出したりしています。実はテスラスタートを支えたのはトヨタであり、テスラの主力工場は元トヨタ工場でした。ところが2014年くらいか提携を解消。トヨタクルマづくりとテスラクルマづくりが決定的に合わないことが原因だったと言われています

 

実際、テスラの車は粗雑極まりないものでした。彼らの作り方は信頼性の高い車載用の電池ではなく、ノートパソコンなどに使われる安価電池を大量に積んで、それを高度なマネジメント制御するというものでしたが、クルマづくりは全くの素人。ADAS(運転支援システム)も信頼性に欠けていて、ただの支援システムなのに自動運転と銘打ったので事故が続出。生産技術もかなり問題があり、量産モデルであるモデル3が出るときは大量の予約が入っていたにもかかわらず、ちっともラインから完成車が出てこない有様。イーロン・マスク自身工場に泊まり込みで生産を指揮したと言われています。このとき生産技術者をあちこちから引き抜いてかき集めますが、その多くが彼のやり方に従えず去っていったとのこと。

 

まあそんなことで、ぶっちゃけこの頃、テスラ世界EVで席巻するなんて、私ら業界人で予想できてた人なんていなかったと思います。やっぱり車なんてそう簡単に作れねぇんだなぁザマアミロ、くらいの感じでした。まあでもその予想が全く裏切られてしまったのはご承知の通り。ただ、テスラいかにすごいと言っても生産台数ではまだトヨタVWの足元にも及びません。年間数百万台の車を生産するにはまだ乗り越えなければならないハードルは数多くありますテスラの株があれほど上がっているのは、彼らはそれが出来ると思われているのでしょう。いやホントかな。どうなんだろ。

 

まあとにかく現状はこんな感じですが、これからEVが本当に普及するかどうか。トヨタも含めて、「世界自動車の大半がEVになることなんてないよ!」と思っているメーカーは無いと断言してもいいと思います。どこもEV時代はかならず来ると思っている。問題はその時期です。トヨタもっとかると思っていて、それは段階的に移行すると思っていました。テスラは一気に最終ゴールに攻め込んできたわけです。それについて考察してみましょう。

 

EV問題点としては航続距離と充電速度。そして電池資源問題があります特にコバルトなどの資源簡単供給を増やすわけには行かず、今のような垂直立ち上げみたいなやり方で一気に電池生産を増やすことはできないと思われていました。なのでトヨタHVFCVで段階的にそれを進めるつもりだったわけです。特に水素自然エネルギーとの親和性が高く、風力発電太陽光発電のように出力が安定しない電源でも、それによって水素を造って貯蔵すれば実質的電池と同じ役割を果たすことができます。充電速度も航続距離水素を使ったほうが優位です。ちなみにいまトヨタ水素エンジンをやけに宣伝していますがあれは効率が悪くて話にならない、ただの宣伝用であり、彼らが水素でやろうとしていることはあくま燃料電池をつかったFCVです。

 

しかしイーロンはそんなまどろっこしいことしなくても、電線電気を運んでバッテリに入れた方がいい、そのための障壁となる電池欠点の改良にリソースを全振りしたほうがいいに決まっていると言うわけです。電池の開発というのは時間がかかり変化も漸進的であり、そんなことは無理だろうというのがわずか5年前までのほとんどの業界人見解でした。しかしいま世界はイーロンの言うとおりに進んでいます資源問題中国メーカーを中心にリン酸鉄系電池解決されつつあり、急速充電の問題、それを可能にする電力インフラ問題自然エネルギーの出力が不安定問題、これらの問題がすべて電池技術解決されようとしています。まったく、なんちゅうことでしょう。

 

今日本はオーストラリアの褐炭を使って水素を取り出して運ぶとかいろいろ考えてやっていますが、おそらくすべて失敗して産業墓場になる未来が見えます。まあでも、長距離トラックくらいはひょっとしたらFCVの入る余地があるかも知れません。しかしそれも充電技術進歩によって電池解決される可能性が高いです。

 

さて、主要な日本企業の将来についてちょっと予想を。

 

トヨタ

電動車についての卓越した技術蓄積を持ち、電池技術電池への投資余力も持つ稀有会社。ここが死んだらもうおしまい。パナと一緒に電池の開発と生産に勤しんでいるが、実はパナはライバルテスラ電池供給する関係でもある。ちなみに傘下の豊田通商電池に不可欠なリチウム資源ガッチリ握っている。実はEV技術開発や投資も怠ることなくやってきたが、誤算はその流れがあまりに早すぎたことだろう。今年スバルと共同でEVを投入予定。

 

ホンダ

GMと組んでEVに取り組む。2040年までに内燃機関を全廃すると宣言したが、彼らが満を持して出した量産EVHonda e」はあまりな出来で全然売れてない。電池韓国LGケムあたりから買う予定らしい。HVには早くから取り組んできたが、トヨタがTHSを地道に改良していくのに大して、ホンダHV技術コロコロ変わり、イマイチものにならないイメージ企業イメージ先進的だが、実は社風はかなり保守的であるevについての意気込みはすごいが、個人的はいま最も心配メーカー

 

日産三菱

言わずと知れたEVにおいて世界で最も先行していたメーカーしかしそのアドバンテージほとんど活かせず、極めて信頼性の高い電池も持っていたが、コスト的に折り合わず中国エンビジョンに売却。リーフは長年世界トップの売り上げを誇るEV車種だったが、今はトップテンからも外れた。まだアライアンスを組むルノーのほうが健闘している。日産アリア挽回できるか。無理だろうな。

 

マツダ

未だに直6エンジンを開発するなど、一見時代遅れに見えるが、実は割とクレバーじゃないかと思われるメーカー。というのは、EVが普及期に入れば、eアクスルといった駆動システムメガサプライヤーから買ったほうがいいし、電池にしてもCATLやLGあたりの最も安くて性能の良いメーカーから調達したほうが有利である。ADASもコンチネンタルモービルアイから買ったほうがいい。要はみんな似たりよったりの車になる。となると、自動車メーカーに求められるのは制御技術デザイン、そしてブランドである。今マツダはそれを必死に磨いている。マツダくらいの規模のメーカーだと案外この戦略が一番いいのかも知れない。

 

スバル

卓越した四輪駆動技術を持つ。売り上げの大半が北米。多分、トヨタにひっついてその一ブランドとして生き残るつもりでしょう。

 

ダイハツスズキ

コンパクトカーを安く作る卓越した技術を持っていて、100万円以内でアルトミライースを作れる生産技術はたいしたもの。この点において強力な強みを持ち、ダイハツ東南アジアスズキインドで高いシェアを持つ。しかしこの強力な強みを速攻で無効にするのがEVであったりする。ダイハツスズキ海外市場中国EVメーカーに席巻されてシェアを失う未来が見える。国内で軽EVを地道に作るかも知れないが、それすらも中国メーカーの台頭で怪しい。将来は暗いだろう。

 

パナソニック

車載電池トップを突っ走っていたが、CATLとLGケムに抜かれて現在3位。テスラの株を売却して多額の利益を得たが、なぜかをそれをブルーヨンダー買収に使い、電池の新技術設備への投資は先をゆく二社に比べると消極的トヨタパナソニックを見限り始めていると聞く。

 

日本電産

EVモーターやeアクスルで覇権企業を狙う。しかし永守が死んだらどうなるんだろう。

 

他にもいろいろ書きたいことがあるけど、疲れたのでやめる。ところで、元三洋の人の書き込みをみて、ずっと今までiPhoneを使っていたのを、GooglePixelに買い替えました。なんでかって言うとね、それについたユーザー体験がうんちゃらという大量のブコメを見て、iPhoneを使い続けることが、結局新しいもの積極的スイッチできない日本人の保守から来てるんじゃないかと思ったから。それで思い切ってAndroidにしようと思った。中華スマホちょっと怖いのでPixelです。そんだけ。以上。

2020-12-05

最近電気自動車推進の議論の雑さについて思う事とか

最近世界の流れで、2030年代に内燃機関を積んだ自動車新規販売禁止しようという動きが盛り上がっている。

ただなんというか、どうもコロナ後の経済対策をかねて強引に需要創出したいからだろうか、電気自動車=エコ=ガソリン車をなくすのが社会正義的な短絡的な思考回路が気になっている。

またマスコミ等の、1日でも早く電気自動車に舵を切らないと電動化による部品点数削減のあおりを受けて、PCスマートフォンで電機業界がやらかしたように日本自動車産業は壊滅するといったパニック的な論調にも違和感を覚えるので思うところを書きたい。

ちなみに筆者は非自動車業界エンジニア、ただし工学部出身なので自動車業界の友人は多く、友人経由で業界の話はよく聞いている。

新し物好きなので2010年代日本市販された電気自動車である三菱i-MiEV日産LeafトヨタのMIRAIは乗ったことがある。

残念ながら、テスラレンタカー代が高すぎるのでいまだに乗ったことがない。

言いたいこと

電気自動車が必ずしも内燃機関を積んだ自動車よりもエコであるとは限らない。

内燃機関を積んだ自動車電気自動車に置き換わることが即部品点数減になるとは限らない。

パソコン自作のように簡単自動車が作れるようになって新興国メーカーにすぐに置き換わられることはない。(スマートフォンHuaweiのように、研究開発能力の高い企業が台頭してくれば話は別)

電気自動車エネルギー効率について

Well to Wheelって言葉がある。ざっくりいうと、化石燃料油田から掘り出して、自動車タイヤを動かすまでのエネルギー効率がどれくらいになるかという話である

例として、最新のガソリンエンジン車と現在日本で最大の電力源である火力発電所の電力で電気自動車駆動させた時を比較してみる。

議論単純化のために、ガソリンや、発電用の重油LNGを精製するまでの効率は一旦無視する。

現在市販車の中で熱効率が最も良いガソリンエンジンリーンバーンエンジンだが、一番効率の良くなる回転域で熱効率40%程度である

それに対して、2020年時点で最も効率の良い火力発電所リチウムイオン電池効率は下記のようになる。

コンバインドサイクル発電 熱効率:60%

送電ロス:3%

リチウムイオン電池の充電効率:90%

リチウムイオン電池放電効率:90%

0.6*0.97*0.9*0.9 = 47%

最新の効率の良いもの同士を比較しても何倍もの差はつかない。

日本にある火力発電所のなかで、熱効率60%を達成しているものはまだ少数であること、リチウムイオン電池特性経年劣化することを考える。

発電効率50%、充放電効率が80%に低下してしまえば、エネルギー効率は0.5*0.97*0.8*0.8=31%まで悪化し、内燃機関効率の上で勝てなくなる。

現状の発電所の電源構成をとる限り、電気自動車エネルギー効率上のアドバンテージはない。

火力に代わる安定的ベース電力といえば、現状原子力比率を上げるしか選択肢がないわけだが、果たして社会的なコンセンサスが取れるのだろうか?

余談だが、電気自動車にはエンジンの排熱が存在しないので冬場の暖房効率が悪く、ものすごく早く充電量が低下する。

(レンタカー電気自動車を借りたときに、上記現象経験して効率の悪さに驚いた。)

逆に、下り坂などでのモーターの回転を利用して充電できる回生充電という内燃機関にない特徴があるので、この辺りは一長一短か。

部品点数について

自動車動力内燃機関からモーターに代わると、エンジントランスミッションブレーキの油圧機構等が不要になり、

現在5万点といわれる自動車部品点数が1万点程度に減るのではないかといわれている。

だが、本当に今後の自動車部品点数は減っていくのだろうか?

自動運転を実現するための画像処理用の半導体

代表的GPUメーカーNVIDIAの最新GPUであるGeforce RTX3090のTDP(熱設計電力)は350W。

10年位前まではハイエンドモデルGPUでもせいぜい200W以下であったことを考えると、世代が進むごとに熱問題が深刻になってきていることがわかる。

実用的な自動運転が実現可能レベルまで性能を上げていけば、冷却用の機構部品新規必要になるのではないか?

例を挙げるならば、プレイステーションが新しい世代になるごとに冷却機構が大げさになっていくように。

一昔前にはバックモニター程度にしか使われていなかった車載カメラ最近では自動ブレーキドライブレコーダーの普及によって1台の車に複数まれるようになってきている。

これに加えてドアミラーミラーレス化されたり、自動運転進歩するとさらカメラセンサーの台数は増える。

ちょっとしたドライブレコーダーでさえ、1つ1つのチップ抵抗チップコンデンサ部品1つとカウントしていけば、トータルの部品点数は100を超えるだろう。

こうした車載電子機器の増加は、同時に電力や信号を伝達するためのワイヤーハーネスの増加も引き起こす。

少し考えただけでも上記2点のように部品点数が増加する要素が考え付くのだが、本当に自動車の電動化がすすめば劇的に部品点数は減るのだろうか?

車体に求められる要求水準が上がっているため自動車の開発費や工数は増加傾向。電動化でもここは減らない。

動力源が内燃機関だろうが、モーターだろうが自動車自動車である限り車体の構造は大きく変わらない。

燃費向上のためには車体を軽く仕上げないといけないが、十分な剛性を確保するためには強くしないといけないので、相反する要求を満たすため、車体に使用される鉄素材に占める高張力鋼比率は年々上がっている。

一般的に、高張力鋼は加工性が悪いので、より高性能な工作機械新規に導入したり、プレス溶接手法研究していかなければならない。

また、自動車安全性能に対する各国の基準は年々厳しくなっているため、横滑り防止安全装置等の機構新規に搭載する必要が出てきたり、様々な角度からの衝突試験に耐えうるボディ形状を設計開発しなければいけなくなったりで開発や試験工数が増加しているため、世界大手トヨタでさえ車体開発コスト削減のために車種数を統廃合しているご時世である

この現状に対して、パソコン自作のようにモーターを買ってきて車体に乗せれば誰でも電気自動車メーカーをつくれる状況が来るのだろうか?

自動車開発のノウハウ資金力も不足している新興国新興企業が、日米欧の主要メーカーに対抗できるだけの設備投資研究開発が実現できるのだろうか?

可能性はゼロではないだろうが、通信業界におけるHuaweiのように、国家資金研究開発リソースをぶち込んだほんの一握りの企業しか台頭できないのではないだろうか?

 
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