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「燃料タンク=バッテリー」「エンジン=モーター」じゃない! EVの性能はバッテリー容量とモーターの出力以外に「バッテリーの出力」が重要だった


TEXT:御堀直嗣 PHOTO:トヨタ/TET 編集部
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バッテリーの性能は一充電距離や出力性能に影響

リチウムイオンバッテリーの諸元で注目されるのは、kWh(キロ・ワット・アワー)の単位で示される容量だ。この数値が大きいと、より遠くまで充電せずに走り続けられる。急速充電への不安から、バッテリー容量の大きな電気自動車(EV)を好む傾向が根強い。

このようにバッテリーは、エンジン車でいう燃料タンクのように、エネルギーを貯めておく機能がある。

リチウムイオンバッテリー

同時に、バッテリーは一度にどれほどの電力を出せるかという出力性能も備えている。

たとえば急加速する際、バッテリーに電力が残されていても、一気にその電気を使えなければ加速に不足が生じる。つまり、エンジンと燃料というこれまで慣れ親しんできたクルマの部品や要素の機能と違った側面が、EVにはある。

そしてモーターは、バッテリーから送られてきた電力で力を出すための装置という位置づけが正確なのではないだろうか。

モーターのイメージ

バッテリーの出力は、バッテリーの種類や、同じバッテリーでも性質の違いによって差が出る。

たとえば、ハイブリッド車(HV)で永年使われてきたニッケル水素バッテリーは、瞬間的に高出力を出す性能に優れている。一定の重量でどれくらい大きな出力を出せるかの指標となる、出力密度(W/kg)で、鉛酸バッテリーより優れた性能を備える。さらに高性能なのが、バッテリーではないがキャパシター(コンデンサー=蓄電器のように一時的に電気を貯める機能がある)だ。

したがって、1997年にトヨタからプリウスが発売されたあと、HV開発を模索する他メーカーのなかには、バッテリーではなくキャパシターの活用を検討していた例がある。

一方、ニッケル水素バッテリーは、電気を蓄えるためのエネルギー密度でリチウムイオンバッテリーに劣る。このことから、貯めた電気で走るEVや、PHEVでは、リチウムイオンバッテリーが使われるのである。

ニッケル水素バッテリー

また、リチウムイオンバッテリーは、ニッケル水素が得意とする出力密度においても、それ以上の性能を引き出すことができる。ただし、もしリチウムイオンバッテリーをHVで使う場合は、エネルギー密度より出力密度を重視した特性にする必要がある。EV用とHV用では、同じリチウムイオンバッテリーといっても、性質が異なるのである。

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