電気自動車のススメ

近年、注目を集めているEV（電気自動車）ではあるが、多くの人にとってはまだ身近な存在であるとは言い難い。そこで、EVの特徴やメリットなどをわかりやすく伝えていく。

■電気自動車の仕組み・モーターとバッテリーの働き
・回生ブレーキの仕組み
・高い静粛性と力強い加速力

モーターとバッテリーの働き電気自動車は文字どおり“電気”で動くクルマだ。英語表記ではEV（Electric Vehicle）またはBEV（Battery Electric Vehicle）と呼ばれている。BEVのほうがより正確に内容を示しており、「バッテリー」に蓄えた「電気」で走る「車両」の意味である。

電気自動車をエンジンで走るクルマと対比してみよう。エンジン車はガソリンや軽油などの化石燃料をエンジンという装置の中で燃焼させ、燃料が持つ化学エネルギーを機械エネルギーに変換し、車輪を回転させて走る。

一方、電気自動車はバッテリーに蓄えた電気でモーターを駆動して走る。乾電池で動く回転式電気シェーバーやRCカーと原理はおなじだ。

乾電池でモーターを動かす機器と電気自動車が異なるのは、モーターの種類だ。乾電池で動くモーターは直流（DC）モーターであるが、電気自動車のモーターは制御性の高さから交流（AC）モーターが使われる。だから、RCカーとは異なり、電気自動車はバッテリーの直流電流をモーターの駆動に用いる交流電流に変換するインバーターを搭載しているのが特徴だ。

エンジン車のガソリンタンクに相当するのがバッテリー。長い航続距離を確保するにはガソリンタンクを大きくすればいいのと同様、電気自動車で長い航続距離を確保するにはバッテリーをたくさん積めばいい。

エンジン車で使う燃料の容量の単位はL（リッター）で、例えば日産「フェアレディZ」の燃料タンク容量は62Lだ。

ガソリンの比重を0.75とすると、満タンにしたときの燃料の重さは46.5kgになる。ZのWLTCモード燃費は10.2km/L（9速AT車）なので、計算上は満タンで632.4km走れる。

エンジン車に対し電気自動車はリチウムイオンバッテリーを使う。ニッケル水素などほかの種類のバッテリーに比べて体積/重量あたりのエネルギー密度が高い（同じ体積/重量ならより多くのエネルギーを蓄えられる）からだ。ノートパソコンやスマートフォンも同様の理由でリチウムイオンバッテリーを使う。容量の単位はkWh（キロワットアワー）だ。

日産「アリアB6」は66kWhの容量を持つリチウムイオンバッテリーを積んでいる。WLTCモードの一充電走行距離は470kmだ。バッテリーの重量は450.7kgである。現状のバッテリーの性能から、長い航続距離を確保しようと思ったら多くのバッテリーを搭載する必要があり、結果的に重くなってしまうのが電気自動車の宿命だ。エンジン車の場合、走れば走るほど燃料が減って軽くなるが、電気自動車の場合はいくら電気を使っても軽くはならない。

ただし、バッテリーの重さは悪い点ばかりではない。多くの電気自動車は重たいバッテリーを床一面に敷き詰めて搭載しているため、重心が低くなり、運動性能面でプラスに働く。旋回時の安定感の高さは電気自動車の大きな魅力だ。

回生ブレーキの仕組み電気自動車のモーターは加速時に使うだけでなく、減速時にも使う。モーターを発電機として使い、発電するときの抵抗を利用して減速させるわけだ。これを「回生ブレーキ」と呼ぶ。本来はフットブレーキで熱に変換して大気に放出したエネルギーを電気エネルギーに変換し、バッテリーに蓄える。

電気自動車はアクセルペダルを踏むと加速し、戻すと回生ブレーキが働いて減速する。そのため、ブレーキペダルを踏む頻度はエンジン車に比べて少なくて済む。モデルによって操作方法は異なるが、回生ブレーキの強弱は数段階に切り換えられるようになっているし、オフにもできる。

エンジン車は燃料がなくなるとガソリンスタンドで給油をして走行に必要なエネルギーを補充する。電気自動車の場合、スマホとおなじように充電が必要だ。充電の方法には時間をかけて充電する普通充電と、短時間で多くのエネルギーを補充する急速充電の2種類がある。これらの充電器は電気自動車を販売するメーカーの販売店や高速道路のSA・PA、ショッピングセンターやコンビニ、公共施設などに設置されている。

また、専用の充電器を家に設置し、自宅で充電も可能だ。自宅充電の環境を整えれば、エンジン車のようにわざわざガソリンスタンドに出向く必要はない。

高い静粛性と力強い加速力電気自動車の走行時の特徴は、レスポンスがいい点、走りがスムーズな点、静かな点だ。エンジン車の場合は「加速したい」とドライバーがアクセルペダルを踏み込むと、システムがその意図を汲み取り、エンジンに取り込む空気を増やし、その空気に見合った燃料を噴射。燃焼室で爆発的な燃焼を発生させ、燃焼によって生じた圧力をピストンやコンロッド、クランクシャフトなどの機械要素を介して回転力に変換し車輪に伝える。多くのプロセスが必要なため、どうしても反応が遅れがちだ。

一方、電気自動車の場合は電流をモーターに送るだけなので、ドライバーの加速要求に対してレスポンス良く反応する。エンジン車と電気自動車では、マッチを擦ってろうそくに火を灯すのと、スイッチを入れてLED電球を光らせる違いくらいプロセスと反応速度に違いがある。

モーターは特性上、停止時から動き出すときに大きな力を発生するので、力強い発進が可能だ。エンジンは回転を上昇させないと十分な力を発生しない。そのため変速機が欠かせず、（有段変速機の場合は）変速時に“段” （＝ショック）が発生する。変速機の種類を問わず、ノイズの発生源にもなる。

しかし、モーターは一般的に変速機を組み合わせる必要がない。だから、走りがスムーズ。エンジン車は回転の上昇にともなって燃焼や機械要素の動きにともなうノイズが大きくなるが、電気自動車の場合は圧倒的に静かだ。

文・世良耕太　編集・稲垣邦康（GQ）

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車のエネルギー効率 　
　　　エンジン車　約35％
　　　FCEV　　　 約45％
　　　BEV　　　 約82％

車両火災事故　10万台当たり
　　　ハイブリッド車　　約3400台
　　　ガソリン車　　　　約1500台
　　　BEV 　約25台

BEVの加速感はガソリン車だと一千万は出さないと味わえない
そして部品点数の少なさから普及すれば車両価格は間違い無く今より大幅に下がる
それはテスラが値下げしても利益出してるの見れば分かる
BEV嫌いが航続距離と充電時間で叩き放題だが実際に使ってるユーザーは何百キロも一度で走らないから全然不便に感じてない
ガソリン車でも片道300kmなんてフツウには走らないだろ