高温がEVバッテリーに与える影響とユーザーの選択肢
2023年7月12日
気温が電気自動車に与える影響についての連載の第2回目になります。電気自動車の納車待ち時間を考えると、夏や来年の冬にEVが届くことを期待しているかもしれません。このシリーズは、気温の影響をご理解いただくために作成しました。
気候変動は季節のパターンや激しさで大混乱を引き起こしています。異常気象が頻発し、深刻になっています。猛暑でも極寒でも、極端な気象条件の影響は広範囲に及びます。自然や社会全体に影響を与えますが、不思議なことに電気自動車などの新しい自動車技術を購入するといった日常の意思決定にも影響を与えます。この記事では、高温がEVバッテリーに与える影響について詳しく説明し、消費者がどのような選択肢を持っているかを見ていきます。
高温はEVのバッテリー性能にどのような影響を与えるのか。
EVのバッテリーが過度の熱にさらされますと、バッテリー内で化学反応が起こる速度が速くなります。これには、対応するバッテリー寿命の損失をもたらす不要な化学反応が含まれます。EVを高温条件下で充電すると、電池の動作温度が最適温度を超えて上昇するため、経年劣化が加速し、電池の劣化につながります。
さらに、周囲温度がより高い状態では、バッテリーの熱管理システムの需要がエネルギーを消費し、航続距離が短くなります。加えて、夏季のエアコンの使用もエネルギーを大量に消費するため、航続距離に悪影響を及ぼしています。これらは、多くの地域でEVの普及を促進する上で大きな障害となっています。
Maximum Capacity (Qm) vs Temperature (Temp. from 25 to 55 deg C)
科学的研究によるこのグラフは、温度が上昇するにつれて、サイクル中のリチウムイオン電池の最大充電貯蔵容量の劣化率が増進されることを示しています。
出典: https://www.nature.com/articles/srep12967
EVやHEVでは、バッテリーを最適な温度範囲に保ち、セル間の温度差のバランスをとるために、バッテリー熱管理システム（BTMS）が利用されています。しかし、ここ数年の世界各地の夏は記録的な高温に見舞われ、森林火災が発生した地域もあれば、干ばつが発生した地域もあります。このような暑さがバッテリーを通常より早く老朽化させることを考えると、夏の日差しの下でEVを走らせ続ける方法に関する消費者向けガイダンスは、暑い天候下でEVの航続距離を伸ばすために大いに必要なアドバイスとなりました。
消費者の選択肢
例えば、エアコンを最大限に使用しない、充電時は車を日陰に止める、効率を最大化するため充電を60-70%に保つ、使わないときは重い荷物を下ろしておく、などは不必要な動力消費を防ぎバッテリー効率を最大化するためのちょっとしたヒントです。
暑い夏のドライブ旅行で充電が必要な場合は、車を冷やしてからプラグを差し込むか、あまり強力でない充電器の使用を検討してください。
さらに、高温時のEV航続距離に関する懸念は、ニッケルを多く含むバッテリーを動力源とするものなど、航続距離の要件を満たすEVを選択することで解決できます。科学的研究により、NMC 532電池はLFPセルを超えるエネルギー密度を持ち、40°C、55°C、70°CでLFPセルを大幅に超えるサイクル寿命を持つことが示されています。 [i]
特に電気自動車のような新技術の場合、ドライブトレインの選択を考える際に異常気象を考慮するのは奇妙に思えるかもしれません。しかし、この問題については、十分な情報を得た上で選択することが重要です。外が暑すぎたり寒すぎたりしたときにバッテリーの内部で何が起こっているのかを知ることは、消費者が使わない機能にお金をかけたり、重大な利益をもたらす機能を追加したりするのを節約するのに役立つかもしれません。
[i] https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ac67b5
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