こんばんわ、たまです。
本日は電気自動車の特性と、EVを選ぶ際に注意すべき点について解説します(*´ω｀*)
自動車のEV化の動きは、ヨーロッパや中国で明確に宣言されており、日本も例に漏れずEV化を進めていくことになりそうです。
ということは、たくさんの人がEVを手にすることになると思うのですが、EVとガソリンエンジンが選べる今こそ、それぞれの特性を知って自分に合った動力を選ぶことが、自動車ライフを良くするためのキモとなる、と私は考えています(*´ω｀*)
ということで、これまでのガソリンエンジンの解説に次いで、今回は、電気自動車について、また、その特性についての解説を進めていきたいと思います。
そもそも電気自動車ってどんなくるま？
電気自動車は文字通り電気で動く自動車なのですが、英語名で記載するとElectrical Vehicleとなるため、省略してEVと呼ばれることが多いですね。
これまでの”普通の車”は、ガソリンタンクとエンジンを搭載して、エンジン内部での燃焼を利用して動力を生み出す機構になっています。
一方で、”電気自動車”は、ガソリンタンクとエンジンの代わりにバッテリーとモータを搭載していて、バッテリーに貯めた電気を使ってモータを回すことで動力を生み出すという機構です。
超簡単に言ってしまえば、昔流行ったミニ四駆という玩具がありますが、あれと同じ構造なわけです。電池を使ってモータを回してタイヤを駆動させる。
モータと電池さえあれば動く非常に簡単な構造の車なのです。
構造的に、上記以外の違いはありません。
従い、その他の部品は基本的にガソリン車と電気自動車では共通となるため、同一車種でEV、ガソリン車、ハイブリッド車（プラグイン含む）を展開することも可能です。
この、同一車体での展開の最たる例は、ホンダのクラリティですね。
日本において、このクラリティは、一般向けはPHEV、リースとしてFCV（燃料電池車）のみの展開ですが、米国ではそれにEVが加わった、3種類のパワートレーンを1種類のボディで展開するといった、極めて珍しい商品展開がされています。
FCVの構造は、これまたガソリンエンジンともEVとも異なるので、これをやってのけるホンダのパッケージングの上手さを、このクラリティシリーズは表しているのですが、ともかく、EVというのはガソリン車の基本的な部品を流用できることと、その構造の簡易さから比較的容易に車種の展開・開発が可能なため、今後も自動車メーカのみならず、様々なメーカからEVがラインナップされることになるでしょう。
EVの特徴について
EVの特徴を下記に示します。
メリット
- ガソリンエンジンなどと比べ、エネルギー変換効率が非常に高いため、低燃費
- モータは基本的にメンテナンスフリー＆補器関係が少ないため維持費が安くすむ
- モータの出力特性から、非常にパワフルな動力性能となる
デメリット
- バッテリー容量が大きいため、充電に時間がかかる
- 現状ではバッテリー劣化の問題がある
- 気候によってバッテリー性能が大きく変わる
ということで、個々に簡単に説明します(*´ω｀*)
ガソリンエンジンなどと比べ、エネルギー変換効率が非常に高いため、低燃費
EVは、バッテリー内に電気という形でエネルギーを保存しているため、エネルギー効率が非常によく、結果的に非常に低燃費で走行することができます。
先日の記事で、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの熱効率の話をしました。それぞれの熱効率は、
- ガソリンエンジン：40％
- ディーゼルエンジン：50％
ということでした。熱効率＝エネルギー変換効率（投入した燃料の何％が動力になるのか）と考えていただいて良いのですが、これがEVの場合はこうなります。
- EV：90％
比較にならない程高効率です(*´ω｀*)
なので、燃費が良いのですね。バッテリーに貯め込んだエネルギーのほとんどを動力として使えるわけですので。
（※ただし、その貯め込んだ電気を生み出すのは現在の日本では火力発電が主であり、さらに送電によるエネルギーロスも考慮すると、発電～消費までのエネルギー効率を考えると、ガソリンエンジンとそれほど変わらない、という話もあります）
エネルギー効率が良いと言っても、それがガソリンエンジンと比べてどれくらい良いのかわかりづらいですよね？(*´ω｀*)
ということで、EVの燃費（正確には電力消費率＝電費）をガソリンエンジンと比較してみましょう。分かりやすく、100km走行するのに必要な費用を計算してみます。
まずガソリンエンジン代表車として、カローラスポーツ(1.2Lターボ)を例にとりましょう。
カローラスポーツの燃費はJC08モード燃費は19.6km/Lです。
この燃費で100kmを走行するために必要なガソリンは5.1Lで、ガソリン単価を130円/Lとすると、必要なガソリンの値段は130円×5.1＝663円となりました。
一方、電気自動車代表としては日産のリーフとします。
リーフの燃費（電費）は、120wh/kmということですので、100km走るのに12kwh必要ということになります。
12kwhの電力料金を計算すると、うちの場合電気料金単価は時間帯によっても変わりますが、昼で35円/kwh、夜だと10円/kwhなので、EVの場合、100km走行に必要なコストは、最大でも420円、最小で120円となります。
ということでEVは、最大電気料金でもガソリン車より圧倒的に安く、さらに深夜電気料金で比べると1/5程度の値段まで下がることとなります。
これが、電気自動車の効率がよく、燃費が良いと言われている所以ですね(*´ω｀*)
モータは基本的にメンテナンスフリー＆補器関係が少ないため維持費が安くすむ
私は日産リーフを２年間所有していましたが、メンテナンスに掛かるコストがほとんどなかったと覚えています。
エンジンがないため、エンジンオイル交換は不要ですし、冷却水やミッションオイルも存在しません。
ブレーキパッドについても回生ブレーキを装備しているため、パッドの交換も不要でした。
補給を要した液体はウォッシャー液のみという・・・。
もちろん、定期検査料金は取られるものの、頻繁に交換が必要になる消耗品がウォッシャー液以外に存在しないため、日々の維持費がほとんど必要にならないのです。
これは大きな利点でしたね(*´ω｀*)
モータの出力特性から、非常にパワフルな動力性能となる
モータの特性として、『動き始めに最大トルクを発揮する』というものがあり、ディーゼルエンジン以上に低速トルクが強いです。
リーフとは違いますが、同じくモータで駆動するCR-Vのハイブリッドの性能曲線を持ってきました。
※CR-Vに搭載されるi-MMDのモータ性能曲線
このように、モータは動き出した瞬間から最大トルクを発揮し、回転数の増加とともに、出力が低下していきます。
ディーゼルの特性とも似ていますが、それ以上に低速トルクが強い特性です。
しかも、0-100km加速が弱いのかと思いきや、むしろめっちゃ速いのです。
youtubeに加速動画がありましたので持ってきました(*´ω｀*)
0-100km/h加速が7秒ちょいです。86やBRZ等と同等か少し速いくらいでしょうか・・・(; ･`д･´)
ということでEVは、低速から高速まで非常に扱いやすい出力特性になっています(*´ω｀*)
バッテリー容量が大きいため、充電に時間がかかる
EVの一番のネック、充電時間です(*´ω｀*)
もういろいろな媒体で書かれていますので周知の話ですが、バッテリー容量が大きいため家庭充電（100W）だと丸一日以上、200Wだと8時間、急速充電でも30分で約80%充電と、かなり時間的な制限を受けることとなります。（現行リーフの60kwhバッテリーモデルはそれ以上です・・・）
最近、テスラによって、さらに高出力の充電方式が開発されたようですが、それでも15分ほどの充電時間が必要な模様。
ガソリンエンジンのように旅行中に気軽に補給して旅行続行、というわけにはいかないので要注意。
ただし、最近のモデルはバッテリー容量が大きくなったことで単位時間あたりに給電できる量が増えたことで、例えば急速充電器で30分丸々充電せずとも、トイレ休憩とちょっとしたコーヒーブレイクの間だけ充電、といった継ぎ足し充電でも割と十分な走行距離を回復することができるようです。
ということで、1から100まで充電するとなると、かなり時間がかかるのですが、継ぎ足し充電をうまく行うことで、最近はそれほどストレスなくドライブすることができるようになっています(*´ω｀*)
現状ではバッテリー劣化の問題がある
個人的に一番の問題点はこれです。
ガソリンエンジンだと多少エンジンが劣化したとしても走行に大きな影響（走行可能距離が減る）が出ることは無いのですが、電気自動車はバッテリーの劣化がもろに走行可能距離の減少に直結します。
これも、最近のモデルは元々搭載している電池の容量が大きいため、それほど問題にならなくなってきましたが、それでも、使っているうちに自分の車が、1回の充電で走れる距離がどんどん短くなっていく、というのはあまり良い気分ではありません。
ちょうど、スマホのバッテリーに比喩されることが多いですが、スマホも使いだして数年たつと、バッテリーの減りが異常に早くなることがありますよね。
あれはバッテリーが劣化して、貯めておける電気の量が少なくなっているため、すぐに電池が無くなってしまうのです。
それが車にも起こると考えてください(*´ω｀*)
さすがにスマホのバッテリー程極端に減りはしませんが、使っていなくとも、年間数％ずつ減っていきます。そして、これは現状では防ぎようがありません。
なので、劣化が進んだバッテリーは交換しなければならなくなります。
ハイブリッド車のバッテリーも10年ほどで寿命が来る、というような話もありますが、EV用のバッテリーも、容量が大きいだけで、同様となります。
気候によってバッテリー性能が大きく変わる
あと、EVに用いられるバッテリーはリチウムイオン電池と呼ばれるタイプなのですが、このタイプのバッテリーは高温や極低温時に性能が著しく低下したり、劣化が促進されたりする特性があります。
例えば、有名な話ですが、沖縄でレンタカーとして使われていた旧型のニッサンリーフは、本州で使われていたものと比べてバッテリーの劣化度合いが大きかったそうです。
これは、沖縄という高温環境にずっとさらされた結果、バッテリーの劣化が他のリーフに比べて早まってしまったため、といった見方があります。
逆に、極低温の地でもこのリチウムイオンバッテリーは性能が低下します。
リチウムイオンバッテリーはバッテリーの中で化学反応を起こすことで電流を発生させているのですが、温度が低くなると、この反応が弱くなってしまうという特徴があります。
その為、極寒の地では想定以下の電池容量しか示さないということもあります。
そして、極寒の地だけでなく、普段雪が積もるようなことがない比較的温暖な地域でも、冬場の気温が低い時期は、目に見えて電池の性能が弱っていることに気づくと思います。
幸い、低温時の性能低下は、温度が戻る（春～夏になる）と元に戻りますが、先に述べた劣化は元に戻ることがありません。
電気自動車に搭載されているバッテリーは、劣化が避けられず、気温によっても性能が左右される、非常にデリケートなシステムであるということを理解しておく必要があります(*´ω｀*)
運転する楽しさについて
以上のような特徴を持つEVですが、やはり環境問題や、様々な国家の思いもあり、今後販売台数が飛躍的に伸びることになると思われますが、ガソリンエンジン車と比べて運転の楽しさという観点ではどうなのか？
実は、意外と単調と思えるEVの運転は、ドライビングプレジャーに溢れています(*´ω｀*)
まず、よほどハイパワーな車を運転している人を除けば、EVは運転していて動力性能に不満を感じることはなく、とても軽快なドライブを楽しむことができます。
そして、EVの場合は変速機を持たないため、CVTの滑るような感覚がなく、アクセルを踏んだら踏んだだけ速度が乗るという、自分の感覚にマッチした加速をしてくれます。
また、モータ駆動であるため騒音が発生しません。これがとても重要です。
EVに乗っていると、運転中に不快に感じるのは殆どが音が原因だったんだな、と思うようになりました。
というのは、例えば、CVTの加速度と音が合わないことによる不快感や、ちょっとした加速でエンジンの回転数が大きく上がってしまい、その音が耳に届くことで感じる自身の感覚とエンジン音のずれ、といったようなことです。
音というのは非常に重要で、そういう意味では加速とエンジン音が自分の感覚と合って聞こえるMT車というのが、車の運転が好きな人から好まれる理由が分かります。
このような点から、意外とEVの運転って悪くないんです(*´ω｀*)
バッテリーの劣化がなければ、私もリーフに乗り続けるのはやぶさかではなかったのですが・・・。
まとめ
ということで電気自動車の特性解説でした(*´ω｀*)
まとめると、
メリット
- とてもパワフルかつ騒音が少ない自動車。
- また、運転フィールも良く、それでいてランニングコストが非常に低い。
デメリット
- 一方で、電池の劣化や充電時間問題はいまだ解決の糸口が見えていない。
- また、実際に選ぶとなると、（ドイツメーカの高級車を除外すれば）まだまだ車種が少ない。
といった特徴を持つ車です。
家に充電設備があり、多少高くなる初期投資を許容できて、新しいものに挑戦したいという方にはうってつけの車かと思います。
そして、実は最近のEVはバッテリー容量が増えたため、自宅に給電施設がなくとも、継ぎ足し充電を使うことで、意外と維持には問題ないというような話もあります。
また、日産ディーラー以外の急速充電器についても、ある程度問題ないレベルまで普及しているため、外での充電ができずに怯える、、、なんてこともそうそう発生しないでしょう(*´ω｀*)
こう書くと、リーフが発売された当初と比べて、EVを所有するハードルがどんどん低くなっているなぁと感じるのですが、ここ最近、昔とは違った問題が発生しかかっているのでご注意を！
実は、政府がEVが普及することによりガソリン車が減り、結果的にガソリン税による税収が少なくなることを見越して、自動車に対する税収方法を変えることを検討しているようです。
それは、燃料に対して税を撮るのではなく、走行距離によって課税していく仕組み、つまり高速道路料金などと同じような仕組みに変えることを思い描いているということ。
そうなると、ガソリン車であろうと電気自動車であろうと、走った分だけ税金を納めなければならなくなるので、電気自動車のアドバンテージである走行コストが安いという特性が、一気に無くなってしまいます。
逆に言えば、ガソリン車はガソリン税が消える(?)ことによって、メリットが際立つことになる可能性も。
ということで、これから電気自動車を検討される方は、現状のEVとしての利点だけを考えるのではなく、政府の方針にもアンテナを立てて状況を良く見る必要がありそうです(*´ω｀*)
ちなみに私は走行距離課税制度には反対です(*´ω｀*)
元々田舎に住んでいて走行距離が年間2万5千キロほどにもなりますので、それだけで税金が12.5万円（1000kmで5000円課税と仮定して）にもなってしまいます・・・。
一方で、私が年間に支払っているガソリン税は、アコードの実燃費を20km/lとすると、67,250円となります。
ガソリン税が撤廃されたとしても、倍近い税金を納めることになります。。。
ということで、電気自動車の特性と、選ぶ際の注意点のお話でした(*´ω｀*)
電気自動車については下記記事でも解説を行っておりますのでよかったらご覧ください。
最後までご覧いただき、ありがとうございました(*´ω｀*)
