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概要

電気を動力源とし、電動モーターの動力で走行する自動車。一般的には蓄電池ニッケル水素電池リチウムイオン電池など二次電池を利用したもの(BEV=Battery Electric Vehicle)を指す。ソーラーパネルで発電した電力で走る車(ソーラーカー)もあるが、ソーラーパネルだけでは自動車を走らせるのに十分な電力を供給するのは難しいため実験的車両の域を出ていない。


なおシリーズ式ハイブリッド車(日産のe-Powerなど)や燃料電池車(FCV)も電気を動力源とし電動モーターで駆動するため、これらも電気自動車の一種とも言えるが、燃料を必要とする点でバッテリー駆動の電気自動車とは区別される。


モータースポーツの分野では以前は色物のような扱いであったが、ドイツ勢がこぞって電気自動車をアピールするために電気駆動のレーシングカーを開発するようになっており、急激に存在感を増している。


歴史

初の量産電気自動車は1880年代の英国で登場、20世紀初頭にかけてガソリン車・蒸気自動車と覇を競った。当時の電気自動車は動力源として大きく重く有害な硫酸を使う鉛蓄電池に頼らざるを得なかったものの、ガソリン車に必要とされるトランスミッションが不必要であり、機構がシンプルで容易に量産できた。1900年、発明王トーマス・エジソンは来るべき大衆車時代を見据え、安全性が高いニッケル電池(エジソン電池)を開発したが、様々な問題から普及しなかった。


初期のガソリン車は後年より遥かに信頼性が低く、現在のマニュアルトランスミッションより扱いの面倒なドグミッションだった上、セルモーターを搭載しておらず、始動時には全力でクランクを回さなければならなかった。騒音や振動も激しかった。一方の蒸気自動車もボイラーの整備が難しく、一般ユーザーが簡単に扱えるものではなかった。また始動に時間を要し、瞬間湯沸かし式ボイラーが実用化されてからも2~3分程度の時間がかかった。このため、静かで扱いが易しく、非力な女性ドライバーでも運転できる電気自動車が一定の支持を集めたのである。


しかし1908年に変速の容易な遊星歯車式変速機(一種のセミAT)を搭載したフォード・モデルTが登場すると大勢はガソリン車優位に決し、1917年にモデルTがセルモーターを搭載すると電気自動車や蒸気自動車は競争力を失った。1920年代の早い時期に電気自動車は構内作業用くらいにしか使われなくなり、やや遅れて蒸気自動車も姿を消した。


第二次世界大戦後の日本では、本土空襲による工場の破壊で電力が余っていたことと、燃料不足により電気自動車が一時復活する(→たま電気自動車)が、朝鮮戦争による価格の上昇により短期間で姿を消した。


電気自動車は、1970年代の低排出ガス化の要求とオイルショックにより「低公害車」(エコカー)の本命として注目を浴びるが、肝心のバッテリーの性能はニッケル・鉄電池やニッケル・カドミウム蓄電池(ニカド電池)でも満足のいくものではなく、電気自動車が日の目を見るのにはそれからさらに長い時間がかかった。バッテリーのエネルギー密度の低さという問題を解決するため燃料電池の研究も進められた。1990年代にリチウムイオン電池が登場し、(コスト面はともかく)バッテリーで一定の航続距離を確保できる目処がようやく立ち始めた。


電気自動車の性能が注目を集めたのは2004年に慶應大学などが開発した「エリーカ」(8輪駆動のダイレクトドライブで最高時速370km)の登場がきっかけ。電気自動車が一般販売されビジネスとして成り立つと認められたのは、テスラ・モーターズが2006年に発表、2008年に生産を開始した「テスラ・ロードスター」が登場してからである。


なお上述の「エリーカ」については商品化を目指して「SIM-Drive」という企業が立ち上げられたが、機構面で独自性が強すぎて市販車からの部品流用が不可能だったため、解散・会社清算に至っている


大まかな分類

動力源

  • 一次電池
  • 二次電池(鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池など)

日本の法律では「一応」電気自動車扱いになるもの


制御方式・搭載しているモーター

整流子モーター

  • 抵抗制御(大電力用半導体が普及する前のものに採用されていた)
  • 電機子チョッパ制御(軽自動車規格以上のコンバートEV(※)によく見受けられる)

永久磁石式三相同期モーター

  • VVVF制御(自動車メーカーが現在市販しているものはこれを採用している)

三相誘導モーター

  • VVVF制御(海外のメーカーに採用例がある)

※・・・動力源と駆動装置の積み替えによる改造で電気自動車になったもの。

モーターの搭載方法

減速機とデフを介する

内燃機関車のエンジンルームに相当する空間や後輪軸上に搭載する一般的なレイアウトで、後述のダイレクトドライブ方式に比べて若干伝達効率は落ちるが、搭載空間に余裕があるので大出力のモーターを実装するのが容易。さらに減速機に代えて変速機を搭載すれば高速性能の向上が望める。


ダイレクトドライブ

車輪にモーター、ブレーキなどが一体となった駆動ユニットを取り付け駆動する。効率は良いが、ばね下重量が重くなり(走行ユニット単体で20kg~50kg以上ある)しかも晒される環境は非常に苛酷で、その対策を行おうとすると余計に重くなるなど実装はとても困難。ホイールハウス内部で機構が完結する関係上、高性能化しずらいという問題もある。

ただ、電動式の原付マイクロカーなど元々のサイズが小型軽量で、短距離運用や晒される環境も大して苛酷でないものには採用車種(ヤマハ EC-03など)が登場している。


利点・欠点

利点

  1. 排ガス・排気音が出ない
  2. 起動直後からパワーを発生するモーターの特性上、低速時トルクが非常に太く(搭載しているモーターの性能にもよるが)初期加速力に優れる。
  3. 発進時から最大トルクを発生するのでトランスミッションが不要(もっとも、モーターは極端な高回転では効率が下がるので、高速巡航用の効率改善にはトランスミッション搭載が望ましい)。
  4. 低速走行時のエネルギー効率に優れる(かわりに高速になるほど内燃機関車に対する優位性は薄れる)
  5. 回生ブレーキが使用可能(ハイブリッド車などでも使用できる機種があるので固有利点ではない)
  6. エンジンや補機がいらないので、エンジン付きでは困難な斬新なデザインの車も実現できる。
  7. 原油は多くを中東などに依存し不安定だが、発電には様々な手段がある
  8. 技術が未成熟な分、性能向上の余地が大きい

欠点

バッテリー関係

  • バッテリーが高コスト。
  • バッテリーが重い。特に貨物車では深刻な問題になる
  • バッテリーが重い為、車体フレームに求められる強度が高く更なる重量増となる
  • (バッテリー容量にもよるが)航続距離が比較的短い
  • 低温下ではバッテリーの性能が落ち、またエンジンの廃熱を利用できないので暖房に電力を取られて航続距離が減る。
  • 充電時間が長い。遠出に備えて急速充電機能も用意されているが、電池の寿命が縮んでしまう。
  • 充電スタンドの数がまだ少ない、規格がバラバラ
  • 走行中に電池残量がなくなった際の救援がエンジン車に比べ困難
  • 一定距離・期間ごとにバッテリー交換が必要になるが、交換費用が高いうえバッテリー液などの処分が確立されていないため環境負荷の懸念がある。

駆動関係

  • 高速域ではモーターのロスが増すため航続距離が減る。
    • 変速機を組み込むことで改善は可能だが素のモーター音が小さい電気自動車では変速機の騒音が目立ってしまう。
  • 爆発発火のリスクが大きく、火災となった場合において科学消化剤以外の消化方法の効果が低い。
  • 車体が重いためタイヤの摩耗が4~5倍ほど高くなる。また道路にも負担となるため道路の維持費が高騰する。さらに立体駐車場などでは電気自動車の利用が増えると倒壊する危険性がある。
  • 夜道や狭い道では騒音が少ないために歩行者が気づかないことがある(音を発生する装置の内蔵が義務づけられている)

その他

  • 部品点数が少ないため雇用数が半分以下になる。
  • 製造工程での環境負荷がガソリン車と比較して高い。

そのほか、エンジン音やマニュアルトランスミッションによる手動変速など「走る楽しみ」に欠けるという意見もあるが、実験車両では加速に応じて走行音を発生させてスピード感を演出したり(効率向上を兼ねて)手動のトランスミッションを搭載したりといった試みも行われている。走行音発生装置付きのEVは、ドライバーの気分に応じて音色を切り替えるというエンジン車では不可能な楽しみ方もできる。MTの電気自動車はその高トルクから平坦路ではトップギア発進もできてしまい「楽しいけどエンジン車とは別物」とのこと。


中古車も出回っているが、購入する際は登録年数・走行距離とバッテリーの状態を考慮して買う事。これは購入後すぐにバッテリーの寿命が来て高額なバッテリー交換(容量によっては200万円を越える)を強いられる羽目になる事を避けるため。中古車でもメーカー保障が受けられる場合もあるが、年数や走行距離で保証が切れている場合もある。

こういったリスクを避けたいなら新車購入をオススメする。


将来像

21世紀に入り地球温暖化問題や新興国の大気汚染の深刻化に伴い、温室効果ガス(主には二酸化炭素)や汚染物質を出さない移動手段が強く求められたこと、中東情勢と原油価格が慢性的に不安定であることなどから、電気自動車が一般向けの自動車として再び普及し始めたものの、ガソリン車に比べて高価で航続距離が短い、値段が高いという欠点からまだまだ発展途上といえる(言い換えれば、技術革新による性能向上の余地が大きい)。

もっとも、電気自動車とガソリン車の価格差のほとんどは充電池のコストによるものである。自動車向けの充電池は依然として高価であるものの、各国のメーカーの努力と量産効果により徐々に安価になってきているがそろそろ限界が見え始めている。

また航続距離の進歩や充電インフラの普及に伴い、各国で電気自動車の存在感が年々増している。航続距離の問題が少なく始動トルクの利点が大きいフォークリフトターレットトラックなど屋内で使う特殊な自動車では、すでに電池駆動が主流となっている。


特に、2015年に発覚したディーゼル・ゲート(フォルクスワーゲンディーゼル排出ガス検査における不正行為)を機に、欧州と中国を中心に電動車(プラグインハイブリッド車を含む)へのシフトが急激に進んでいる。

ドイツイギリスでは2030年、米カリフォルニア州では2035年までに中大型トラックを除く全ての新車を排ガスゼロの電気自動車や燃料電池車にする方向であり(ハイブリッド車も禁止であり、「カーボンニュートラル」な水素燃料車や合成燃料車の先行きも不透明になっている)、日本や中国も2035年を目処に純ガソリン車の新車販売禁止(ハイブリッド車はOK)を打ち出すなどしているため、将来的に電気自動車が主流となるのはと予測されている

が、実際には延期や撤廃が相次いでおりそのような展開の信憑性は低下傾向にある。


また先進国を中心に「企業平均燃費」(CAFE)による規制が導入され、自動車重量に応じたCO2排出量が基準を超えたメーカーには罰金が課せられるようになっているため、燃費の悪い車を多く売るメーカーにとっては電気自動車の開発・販売が急務となっている。


航続距離の進歩や充電インフラの普及に伴い、各国で電気自動車の存在感が年々増していた。

自動車向けの充電池は依然として高価であるものの、各国のメーカーの努力と量産効果により徐々に安価になってきていたがそれにも限度があり、完全に供給過多となっているためEVを主力として販売していた国ではEV墓場と揶揄されるEV放置地区が形成されつつある。

前述の特徴から寒冷地には基本的に向かないとされるが、国策で電気自動車を奨励しているノルウェーのように新車の大半がすでに電気自動車になっている国もある(同国は極寒冷地のため、冷却水が固まらないようにするヒーター用の電源がもともと普及していた)。

が、ノルウェーの場合は国策で行ったために財政赤字が拡大しており問題となっている。


一方で、蓄電池に必要となるレアメタル(希少金属)の安定供給、製造時や廃棄/リサイクル時の環境負荷も考える必要がある。そもそも日本のように発電の大部分を化石燃料(火力発電)送電によるコスト分と重い車体を動かすことにため力学的エネルギーが増大するので確実に効率が悪化し意味は無い。

更に電気自動者の重量による道路の損耗に対して、同時生成されるガソリンの供給を減らすという事は道路のアスファルトの供給力を減らすという事となり電気自動車の普及=道路インフラ整備が成り立たなくなる結果を招く。


電力の面でも自動車の電動化をカーボンニュートラル(脱炭素)に繋げていくには、再生可能エネルギーへの転換を同時並行で進めている。

が、根本的に『従来より重い車体』をメインにすると当然、必要とされる力学的エネルギーの増大を意味し『消費されるエネルギー』は爆発的に増加するため、エネルギー密度が低く、動作確実性の無い自然由来のエネルギーではノルウェーのような小国位しか根本的に成り立たない。

また全国の送電網の電力容量を最低で4倍に再設計し再整備しないと成らない為、そのコストとエネルギーの時点でもはや非現実的な領域である。





また、EVは基本的に長距離走行が苦手なので、長距離大量輸送を得意とする鉄道との役割分担がより重要になるであろう。欧州諸国の人々はバカンスシーズンにマイカーで遠出をする習慣があるが、EVではこれが難しくなるため、今後は高速鉄道(や夜行列車)で目的地近くまで向かいレンタカーに乗り換えるスタイルが主流に変わっていくと主張する人もいる。



乗用車(日本国内)

トヨタ

  • bZ4X(SUBARUと共同開発、SOLTERRAとは兄弟車)

レクサス


ホンダ

  • Honda e
  • 2026年頃に発表予定(乗用:SUVタイプ)。
  • 2026年頃に発表予定(乗用:SUVタイプとは別)。

日産自動車


三菱自動車

  • i-MiEV(2018年4月~2021年3月)

ダイハツ


スズキ


マツダ


SUBARU

  • SOLTERRA(トヨタと共同開発、bZ4Xとは兄弟車)

軽自動車(日本国内)

トヨタ

  • C⁺pod
  • 2023年度に導入予定(商用:スズキ・ダイハツ・CJPTと共同開発)。

ホンダ

  • N-VAN e:2024年春に発売予定(商用)。
  • 2025年頃に発表予定(乗用:N-ONEベース)。

日産自動車


三菱自動車


ダイハツ

  • 2023年度に導入予定(商用:トヨタ・スズキ・CJPTと共同開発)。
  • 2025年頃に発表予定(商用とは別)。

スズキ

  • 2023年度に導入予定(商用:トヨタ・ダイハツ・CJPTと共同開発)。
  • 2025年頃に発表予定(商用とは別)。

マツダ


SUBARU


商用車(日本国内)

日野自動車


いすゞ自動車


三菱ふそう


関連項目

自動車 四輪車 自動車工業

電気 モーター バッテリー 発電 燃料電池

ハイブリッドカー プラグインハイブリッド

電車 トロリーバス 電気飛行機 ソーラーカー 電動アシスト自転車 セグウェイ フォークリフト

たま電気自動車 だん吉ザ!鉄腕!DASH!!) 日産リーフ 日産アリア 日産サクラ TESLA BYD


出川哲朗の充電させてもらえませんか?・・・電気自動車(電動バイク)の航続距離の短さをネタにした番組。


FormulaE・・・電気自動車を使用した自動車レース。


リッジレーサー・・・『6』と『7』で登場するスペシャルマシン、「ヒンメル・490B」のエンジン型式がモーター駆動である為、490Bが設定上ではリッジレーサーシリーズで唯一の電気自動車となっている。

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