ヒートポンプがもたらす省電力の仕組み
最新のEVを紹介する文章において、「ヒートポンプ採用により冬季の航続距離を伸ばした」といったフレーズを見かけることがある。ご存じのように、冬季におけるEVのリアル航続性能は、カタログ値より短い傾向にある。カタログ値のモード走行では空調を使わない状態で計測するが、実際には暖房に電力を使ってしまうためだ。
エンジンを搭載しているクルマであれば、エンジンの廃熱を暖房に利用できるが、EVの場合は熱を生み出すために電力を消費する。暖房に使ってしまうぶんだけ、航続距離が短くなってしまうのは事実だ。
しかし、そうしたウイークポイントは、“ヒートポンプ”を採用することでカバーできるということが、冒頭で紹介した一文が示す内容だ。そもそも、初期のEVや、安価なEVにおいては暖房にPTCヒーターを使っていることが多い。これは家電でいえばドライヤーや電気ポットのような仕組みで、電気によってゼロから熱を生み出す技術だ。
いっぽう、ヒートポンプというのは、空気中の熱を集めて温度を上げるという仕組み。エアコンの暖房機能はヒートポンプを使っている。最近のエアコンが消費電力を抑えていることを知っている人ならば、「ヒートポンプの採用により、暖房に消費する電力を抑えられるぶん、航続性能が伸びる」というロジックも理解できるだろう。
では、すべてのEVにヒートポンプを採用すればいいのに、と思うかもしれないが、そこにはコストの壁がある。家電でいえばドラム式洗濯乾燥機。乾燥機能において安価な製品はPTCヒーターを使う傾向にあり、高価格帯になるとヒートポンプを採用していることが多い。
後者のほうが消費電力を抑えられるので、長い目でみればヒートポンプを採用したドラム式洗濯乾燥機を購入するメリットもあるが、やはり目先の価格差はユーザーの意識としては重要度が高い。
これはEVの製品企画においても同様だ。価格重視のユーザーをターゲットにした製品開発においては、リアルな航続性能には影響があっても、カタログ値に影響のない暖房機能について安価なシステムを選ぶことは、ある意味で合理的といえるからだ。
技術的にいえば、ヒートポンプには極寒時において十分に機能しないという欠点もある。エアコンで暖房を使っているとき、室外機が冷えすぎて暖房が利かなくなるという経験をした人も少なくないだろうが、同様のことはEVのヒートポンプ暖房でも起きうる。
EVの暖房機能は乗員を暖めるだけでなく、バッテリーの温度管理にも使われている。極寒地での対応を考え、最近のEVではヒートポンプとPTCヒーターを併用するといったハイブリッド型も増えつつある。
まとめると、EVの暖房に使われる技術は、ゼロから熱を生み出すPTCヒーターと外気から熱を取り込むヒートポンプの2種類に大別される。同じように暖房を使ったとすれば、後者のほうが消費電力を抑えられるため、実際の航続距離を伸ばすことができるのだ。
もっとも、本当にリアルに航続距離を伸ばしたいのであれば、室内の空気を暖めるよりも、シートヒーターやステアリングヒーターを使って、乗員の体だけを暖めるほうがエネルギー効率的には優れている。安価なEVであってもシートヒーターが標準装備されているというのは、そうした意味もある。
自動車メーカーの技術進化によって実際の航続距離が伸びる部分も期待しつつ、スマートな使い方によって利便性を上げるというのも、賢いドライバーになるためには欠かせない。
