マネジメント新時代

空調システム部品、EVの準主役へ

 日本電動化研究所代表取締役・和田憲一郎

 電気自動車(EV)の基幹部品といえば、電池、それに「e-Axle(イーアクスル)」と呼ばれるEV用のモーター、インバータ、トランスミッションなどを一体化した装置が挙げられる。EVの弱点は、寒冷地での暖房にある。というのは、エネルギー源はバッテリーのみのため、走行のみならず、暖房に多くのエネルギーが費やされてしまうからである。

 結果的に走行距離が大幅に減少する。これまで暖房方式については各種検討されてきたが、米EV大手テスラは2020年のモデルYから「オクトバルブ付TMSモジュール」という新しい方法を採用した。今後はこれがきっかけとなって、空調システムが脚光を浴びることが予想される。空調システムがEVの評価を大きく左右する。

 既存の暖房システム

 筆者が以前、EV開発に携わっていたとき、暖房システムはどのような方法が望ましいか、関係者といろいろ協議したことがあった。しかし、当時は、半導体セラミックを使った「PTCヒーター」の利用以外、現実的ではなかった。

 というのは、低外気温時に、暖房性能や防曇機能を確保しようとすると、短時間で暖房可能なPTCヒーターは一番即効性が高く、他の方法では代用できなかったからである。しかし、PTCヒーターは暖房即効性に優れる半面、多くのエネルギーを消費するため、最悪の場合、EVが持つバッテリーのエネルギーの半分まで使ってしまうという欠点があった。

 その後はヒートポンプ方式も生まれた。暖房の熱源として大気の熱を利用するため、PTCヒーターと比較すると、少ないエネルギーで暖房ができる特徴がある。ところが、ヒートポンプは低外気温時の暖房性能が劣ることから、ヒートポンプと小型のPTCヒーターをダブルで装着する方式なども生まれた。

 さらに近年は「ガスインジェクションヒートポンプ方式」も誕生している。これはヒートポンプ方式に対して、電動コンプレッサーで一度圧縮した冷媒の一部を再度電動コンプレッサーに戻して圧縮することで、冷媒の流量を増やし、熱交換効率を高めて、ヒートポンプの暖房使用領域を高める方法である。

 2020年に入ると、テスラは「モデルY」に、これまでと全く異なる暖房方式を投入した。「オクトバルブ付TMS(サーマルマネジメントシステム)モジュール」と呼ばれるものである。ヒートポンプ方式に加え、オクトバルブと呼ばれる内部に2つの回転弁を内蔵して、コンピューターにより流量を8方向に差配できるシステムである。

 テスラ、自社開発で

 バッテリーやイーアクスルからの排熱を利用可能とするとともに、極寒時はバッテリーのみ暖房することができるなど、さまざまな利点がある。さらに、テスラが得意とする、自動車のソフトウエアを無線を介して更新するシステム「オーバー・ジ・エアー(OTA)」によりアップデートも可能だ。

 振り返ると、テスラは、これまでキーとなる部品は自社開発することが多かった。例えば統合ECU(電子制御ユニット)である。これまでの自動車メーカーは、機能部品のECUや部品開発はサプライヤーに任せ、自社は中央ゲートウェイECUで全体をコントロールしていた。しかし、テスラは統合ECUが重要だと考え、自社開発にて作り上げ、製造のみ外部に委託している。

 今回も、調べていくとオクトバルブ付TMSモジュールについて16年から複数のパテントを出願しており、自社開発したことがわかる。その後、社内での試作を行い、評価結果を経て、20年モデルYから搭載したのであろう。大がかりなシステムなのでどうするのだろうと思っていたら、20年秋に発売されたモデル3のマイナーチェンジにも同システムが搭載されている。ということは、今後はテスラの全車に装着しようとする意思表示であろう。

 このように新しい状況が生まれると、空調システムメーカーは、今後テスラTMSモジュールと自社の空調システムがどう違うのか、その比較を自動車メーカーに対して行っていくことが必須となる。またテスラが採用しているバッテリーやイーアスクルの排熱利用も時代の流れでもあろう。EV車両では一充電航続距離の比較をすることが多いが、今後は暖房条件下における走行距離の比較など、空調システム部品がEVの準主役部品として脚光を浴びていくように思えてならない。

【プロフィル】和田憲一郎

わだ・けんいちろう 新潟大工卒。1989年三菱自動車入社。主に内装設計を担当し、2005年に新世代電気自動車「i-MiEV(アイ・ミーブ)」プロジェクトマネージャーなどを歴任。13年3月退社。その後、15年6月に日本電動化研究所を設立し、現職。著書に『成功する新商品開発プロジェクトのすすめ方』(同文舘出版)がある。福井県出身。

Recommend

Ranking

アクセスランキング

Biz Plus