冬場の電気自動車：航続距離に関する懸念と検討事項
2022年10月20日
電気自動車の納車待ち時間を考えると、冬や来年の夏に納車されることを想定しているのではないでしょうか。気温がクルマに与える影響とは？
どんな気象条件でも内燃機関 (ICE) 自動車を運転することは、我々にとって当たり前の事です。
厳寒の冬と灼熱の夏で性能がどう変わるか、購入を決める際に天候を考慮することはありません。私たちは長年の経験により、特にICE車の寒冷地での要求を克服する方法を「標準作業手順」の一部として知っています。ICE車を含むすべての車種は、寒冷地では効率低下が発生します。しかし、EVの場合はそれが顕著で、特にEVドライバーにとっては、旅を終えるために十分な航続距離（1回の充電で車が走る距離）を確保する必要があるため、特に懸念される事項です。
ICE車は暖房や冷房に廃エネルギーを使っていますが、EVの電気モーターは非常に効率的です。
US DOEによると、従来のガソリン車はガソリンに蓄えられたエネルギーの約12％〜30％しか車輪の動力に変えていないが、EVはグリッドからの電気エネルギーの77％以上を車輪の動力に変換しています[i]。 その結果、EVは車内を暖めるための廃熱をほとんど発生させません。EVにはエンジンを搭載していないため、車内を暖めるための熱はバッテリーの電力でまかなわれます。そして、寒くなると暖房が効かなくなり、バッテリーの劣化や航続距離の低下を招きます。EVのバッテリーは、寒冷地での走行時には必要な電力が増えるため、航続距離が短くなるのです。
現在、EVには、比エネルギーが比較的高く、エネルギー密度が高く、自己放電が少ないことで知られているリチウムイオン電池が搭載されています。。しかし、低温はリチウムイオン電池のエネルギー容量やパワーを低下させるだけでなく、劣化の原因にもなります。低温は化学反応を遅らせ、電解液の伝導性を低下させ、負極におけるイオンの拡散性を低下させるため、エネルギーとパワーの利用可能性を低下させる一因となります。これは当然、航続距離に影響します。米国自動車協会によると、空調をフルに使用した場合の航続距離の損失は41％にものぼる可能性があります。
時間の経過とともに、EVオーナーは冬の車の扱い方を学び、寒い中で出発する際の航続距離に対する期待を調整しています。
そこで、自動車メーカーは、シートヒーター、ハンドルヒーター、フロントガラスなど、寒冷地でのEVの利用効率を高めるための機能を搭載しています。いくつかの自動車メーカーは、車内の暖房効率を大幅に向上させることができる、より効率的なヒートポンプシステムを提供しています。実はヒートポンプシステムは、米国のテスラをはじめ、日本や欧州の多くのEVメーカーが採用しており、今や業界の常識となりつつある新しい効率化ハックなのです。冬場の性能はこれらのクルマならではのセールスポイントであり、自動車メーカーはこれまで以上に寒冷地に対応したEVモデルの開発に取り組んでいます。
また、EVメーカーは、冬の運転のコツ、寒冷地でのベストプラクティス、寒冷地でEVを運転する前に留意すべき点などを顧客に教育しています。
長期的には、内部に液体がなく、寒さにあまり敏感でない固体電池などの技術進歩が注目されています。
寒冷地ではすべての電気自動車が航続距離の低下を経験しますが、特別な計画と調整を行うことでこれは一時的なもので、雪が溶けて気温が上がれば、フル充電時の期待航続距離は通常通りに戻るはずです。
ノルウェー - 寒冷地でのEV運用の先駆者
通常、EVの導入は寒い国の人たちが最後になると想像されますが、しかしノルウェーは、寒冷地でのEVの運用をリードしています。ノルウェーの道路で使用されている電池は、航続距離が長くなるニッケルベースの高容量電池が80％以上を占めています。
2021年の電気自動車の新車販売シェアが86％と最も高いノルウェーは、天候に左右されず、世界のどこでも技術的な飛躍が可能であることを示す輝かしい例と言えます。
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