熱問題はエンジンがなくともつきまとう 電気自動車（EV）でも、温度管理は必要だ。つまり、冷却機能を備える必要がある。ただし、ガソリンエンジンほど高熱を発するわけではない。 ガソリンは、エンジンで燃やすことで千数百℃の高温になる。そこでエンジン内部に水路を張り巡らせ、ラジエターで冷却し、80℃ほどに維持して事なきを得ている。EVのモーターも、高回転で回せば多くの電流が流れ、永久磁石式同期モーターでも固定子（ステーター）の電磁石の銅線が熱をもつようになる。ちなみに回転子（ローター）は永久磁石なので、電気は流れない。 ことに連続して高速走行をしたり、登り坂を走り続けたりするとモーターの回転数が高いまま維持されるため、モーターの温度があがりやすい。一時的には100℃近くになることもあるだろう。そこで、水冷によって50℃ほどに保つようにしている。 そもそも、モーターが過熱してもガソリンエンジンに比べ圧倒的に低い温度までなので、初代リーフが発売されて以降15年が経つが、モーターのオーバーヒートでEVが走行不能になったとか、壊れたという話は耳にしていない。またモーターは、丈夫な原動機であり、車体などが廃車になる時期が来ても、別のクルマで使えるといわれるほど耐久性がある。モーターに起因する故障や問題はあまり気にする必要はないのではないか。 ただし、コンバートEVのようにエンジン車をEVに改造する場合は、使うモーターの種類により冷却が不十分で、空冷のまま高回転運転を続けたりすると故障する可能性はある。かつて、直流直巻モーターを使ったコンバートEVでサーキット走行をした際に、ブラシが焼けるといった症状が出たことがある。 次に、リチウムイオンバッテリーも発熱する。放電でも充電でも、電気の出入りによって発熱する。バッテリーには内部抵抗があり、電気の流れにくさが熱を生み出す。電気の流れは、川にたとえることができる。通常は川幅を超えて水が流れることはないが、集中豪雨があると、川幅を超えて水があふれだし、洪水になる。 電気の流れも、電線の太さに適した流れであれば問題ないが、より多くの電気を流すと、水のようにあふれ出しこそしないものの、流れにくさが熱となって大気へ放出される。バッテリーが熱くなって、ケースが熱を帯びたり、周囲の空気が温まったりするのは、いわば川の洪水のようなものだ。 リチウムイオンバッテリーが快適に作動する温度範囲は、15～35℃といわれる。いわば人が快適に過ごせる温度範囲に近い。もちろん、35℃以上は猛暑日といわれ、熱中症の危険があるわけだが……。リチウムイオンバッテリーも高温が続くと、熱暴走といって異常発熱や発火の危険性が出てくる。こうなると、オーバーヒートというより事故になってしまう懸念がある。 逆に、低温では化学反応が遅くなって性能が落ちる。そこでリチウムイオンバッテリーも、適切な温度管理をすることが大切で、水冷や液体冷却が施されるようになった。そして低温に対しては、温めることも行うようになっている。一方、日産の初代リーフは、空冷を採用していた。 当初のバッテリー容量は24kWhで、軽EVの日産サクラとくらべ4kWh多いだけだった。したがって高速で長時間走ることは限られ、リチウムイオンバッテリーが高温にさらされる機会も限られたはずだ。なおかつ、もしそのような状況になった場合は出力電流を抑えることで温度上昇を抑えた。走行性能は落ちるが、そうした電力制御による温度管理が行われたのである。 低温に対しては、起動すれば間もなくリチウムイオンバッテリーからの放電がはじまり、それによってバッテリー自体も温められていく。充電においても、普通充電を基本にすれば一気に大電流を流さないため、温度変化に対する適応が可能だった。 ところが初代リーフ以降、大容量バッテリーを車載し、一気に長距離を移動したり、それによって消耗した電力を急速充電器で繰り返し充電したりするといった使い方がされるようになり、水冷などにすることで積極的な温度管理が行われるようになった。

冷やすべき主要パーツは3つ 「EV（電気自動車）は冷却が不要だからグリルレスのスタイルにできる」という声がある。たしかに、最新EVの象徴的ブランドであるテスラの各モデルは、グリルのないフロントマスクで統一することでEVらしい顔つきと認識させているが、はたしてEVは冷却不要なのだろうか？ 結論からいえば、EVにおいても冷却（温度管理）は重要だ。 空調システムを除き、駆動系に限っても冷却を考慮すべき対象は大きく3つある。それは、バッテリー／インバーター／モーターだ。 ご存じのように、バッテリーの充電や放電は化学反応であり、その際に発熱を伴ってしまう。とくに急速充電や大パワーを発生するときに発熱量が増える。高温状態が続くと熱暴走してしまうこともあるので、バッテリーの温度管理は重要だ。また、バッテリーは低温すぎても十分に性能を発揮できないという特性がある。冬季などにはバッテリーを温める機能を用意しておくことも重要となる。 そうした冷やしたり温めたりというニーズから、バッテリーの温度管理を重要視しているモデルでは水冷式を採用していることが多い。水冷式であれば、ヒーターを使って温めることもコントロールしやすいからだ。同類の仕組みとしてエアコンの冷媒を利用して温度管理するタイプもある。 水冷式にするとコストがかかってしまう。そのため、発熱量が少ないと判断される場合にはブロワーで空気を送り込むだけの空冷式とすることもある。ハイブリッドカーのなかには後席の脇に小さな空気取り入れ口が設けられていることもあるが、あれはバッテリーに室内の空気を送り込んで冷やすためのものである。

EVにも発熱作用がある 二酸化炭素の排出を抑える目的で、自動車のパワーユニットは化石燃料と内燃機関の組み合わせから、充電池（主として）と電気モーターによるEVにシフトしつつあるのが現状だ。いうまでもなく、原動機が内燃機関から電気モーターに変わるのだから、自動車のメカニズムも大きく変わって当然、こう考えたくなる。 たしかにそのとおりなのだが、異なるようで似ている部分もある。冷却系の有無だ。エンジン内部で燃料を燃やして動力に変える内燃機関は、当然ながらその発熱量は相当なもので、エンジンを冷却しないで（冷却装置なし）使えば、過度の温度上昇となって各機関部が焼き付いてしまう。 もちろん、焼き付き防止、機関部潤滑のためエンジンオイルが使われているが、過度の温度上昇によって油膜が切れ、金属同士が焼き付いてしまうことになる。このため、冷却装置（ほとんどが液冷で冷却経路と放熱器＝ラジエター）が設けられ、エンジンがもっとも効率よく作動する温度で保たれるよう作られている。 では、EVの場合はどうだろうか？　内燃機関と違って燃焼作用がないだけに、パワーユニットの冷却装置は不要だろう、と思い込みがちだが、じつはこれが違うのだ。EVにも発熱作用はあり、冷却（正確にいうと適性な範囲での温度管理）を怠ると大きなトラブルを招くことになる。 EVの発熱部分は電気モーターとバッテリー（現在、大半はリチウムイオン方式）、このふたつのパワーユニットが発熱源となっている。 まず、モーターだが、大きくわけて3つの要素が発熱源となっている。ある意味、捨ててしまう熱であることから、銅損（通電によるコイル電気抵抗による発熱、コイル材質が銅であることから）、鉄損（コアなど磁性材料特性による発熱、コア材質が鉄であることから）、機械損（摩擦など機械的要因による発熱）と識別している。 バッテリー（EVのバッテリーは動力用と制御用のふたつあるが、ここで取り上げるのは大容量で発熱が問題となる動力用）は、化学反応によって電気を生み出す装置と考えてよい。当然、自動車に積んで機能させるわけだから、軽量コンパクト化、大容量化は永遠の課題となっている。