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ハイブリッドと電動パワートレイン向けのバッテリー技術に関するデータ【ボッシュ】
2015年2月26日
ボッシュにおけるeモビリティ
ハイブリッドと電動パワートレイン向けのバッテリー技術に関するデータ
伸び続ける走行距離、バッテリーの再利用、自動運転の実用化が変えるバッテリー技術とは
長寿命、最高の品質、最高水準の安全性など、自動車用高電圧バッテリーに求められることは多大です。そのため、現在のリチウム イオン バッテリーは、最低走行距離15万km、また15年の製品寿命を実現できるよう設計されています。さらに、車両に搭載されてこのように長期間使用した後でも、出荷時の80％の容量と性能を維持している必要があります。「コスト効率に優れ、パワフルで信頼性の高い自動車用高電圧バッテリーを開発するのは、非常に難しいことです」と、ボッシュのガソリン システム事業部で役員としてeモビリティを担当するヨアヒム・フェッツァーは述べています。ボッシュは今後5年間で現在の2倍の性能を持つ高電圧バッテリーを供給する予定でおり、それと並行して新しいバッテリー技術の研究にも着手しています。
開発 ： 次世代リチウムイオン バッテリーへの道
リチウムイオン技術 ： リチウムイオン技術は、今後数年でさらなる進化の可能性がある技術です。現在のバッテリーのエネルギー密度は約 115 W h/kg ですが、これをさらに280 W h/kg まで高められる可能性があります。そこで、次世代リチウムイオン バッテリーの研究を進めるため、ボッシュは株式会社GSユアサ、三菱商事株式会社と提携し、合弁会社のリチウムエナジー アンド パワー社（Lithium Energy and Power）を設立しました。「この合弁会社が目指しているのは、現在の2倍の性能を持つリチウムイオン バッテリーを作り上げることです」とフェッツァーは述べています。この目標を達成するために、各社がそれぞれの強みを結集させています。GSユアサは、セルの最適化で積み重ねた経験を、よりエネルギー密度が高く、走行距離の長いバッテリーの実現に活かし、ボッシュは高い専門性でバッテリーマネジメントとシステム インテグレーションの分野で貢献します。
ポスト リチウムイオン バッテリー ： ボッシュのコーポレート リサーチ部門は、リチウムと硫黄を組み合わせ、確実にエネルギー密度と容量を向上できる技術など、ポスト リチウムイオン バッテリーの研究に積極的に取り組んでいます。この硫黄を使ったリチウム バッテリーは、最短で5年後には量産化の体制が整うだろうとボッシュは見込んでいます。
性能向上 ： バッテリーマネジメントにより走行距離が10%アップ
セルの化学組成 ： バッテリーの性能を向上させるにはいくつかの方法があります。たとえば、正極と負極に使用される素材は、セルの化学組成において重要な役割を果たします。現在のほとんどの正極にはニッケル、コバルト、マンガンの三元系（NCM）とニッケル、コバルト、酸化アルミニウムのニッケル系（NCA）、負極にはグラファイト、ソフトあるいはハード カーボン、またはシリコン カーボンが用いられています。
セルの電圧 ： 高電圧電解質は、バッテリーの性能をさらに向上させ、セル内の電圧を4.5ボルトから5ボルトに引き上げます。ただし、この技術には、性能を向上させつつ、いかに安全性と長寿命を確保する点で課題もあります。
バッテリーマネジメント ： ボッシュは高性能バッテリーに関連し、さまざまなセルをモニター、制御することに加え、システム全体のモニター、制御にも力を入れています。ここでは、CANバスシステムを利用して、最大10個のマイクロコントローラーでセル内のエネルギー フローを制御するために、高電圧バッテリーの安定管理が課題となります。こうした高度なバッテリーマネジメント技術を採用することで、セルの化学組成を変えることなく、走行距離を最大10%伸ばすことも可能になります。
インフラ ： バッテリー技術に影響を与える自動制御車両
急速充電スポット ： 電気自動車を急速充電できる場所が増えれば増えるほど、バッテリー技術にも大きな影響を与えると考えられています。例えば、バッテリーをいつでもすぐに充電できるようになれば、走行距離をさほど気にしなくても済むでしょう。
自動運転 ： 完全な自動制御車両が実現すれば、ドライバーの手をまったく煩わせることなく、車両自体が充電スポットを探せるようになるため、充電もより簡単になります。これについてはすでに、ボッシュ、VW、そして欧州の多くの大学が参加したV-Chargeプロジェクトでも実証されています。そのプロジェクトのアイデアのひとつは、ドライバーが駐車場でスマートフォン アプリを操作することで、電気自動車が自動で充電スポットに向かい充電し、ドライバーが戻る際に、自動車が自動で指定のピックアップ場所に戻るというものです。また、そのほかにもさまざまな応用例を考えることができます。例えば、ドライバーが携帯電話でカーシェアリング用の車両をリクエストし、指定した場所に向かわせるといった操作も可能になるでしょう。他にも、業務用車両は、その製品寿命がバッテリーの寿命とされている15年よりも短くなることが多いため、製品寿命など、バッテリーに関する需要が変化しつつある分野となってきています。
3段階の製品寿命 ： 高電圧バッテリーにとって自動車用はあくまで第一ステップ
バッテリー寿命のいくつかのステージ： 業務用車両は短期間にかなりの距離を走行するため、性能も容量も完全な状態にある新しいバッテリーを必要とします。しかし、短い距離をたまに走行する車両向けには、少し使用しただけのバッテリーで十分に通用します。バッテリーをこのように使い分けることができれば、電気自動車の全体的なコスト削減につながります。また、バッテリーは自動車の平均寿命とされる12年を過ぎても、出荷時の80%の性能と容量を維持しています。つまり、バッテリーのコンポーネントは、エネルギー貯蔵ユニットとしてまだ利用価値を備えています。
BMW、バッテンフォールと推進するバッテリー「セカンドライフ」プロジェクト ： ハンブルグで、電気自動車の使用済みバッテリーをつなげた大規模なエネルギー貯蔵システムの構築が進められています。これが実現すれば、数秒以内にエネルギーを供給し、電力網の安定化を図れるようになります。ボッシュ、BMWグループとバッテンフォールはこのプロジェクトで連携し、eモビリティとエネルギー貯蔵技術の推進に取り組んでいます。
このプレスリリースは2015年2月26日に Robert Bosch GmbH より発行されました。
▶原文をご覧ください。
モビリティ ソリューションズはボッシュ・グループ最大の事業セクターです。暫定決算における2014年の売上高は 333 億ユーロで総売上高の約68％を占めています。モビリティ ソリューションズの売上により、ボッシュ・グループはリーディング・サプライヤーのポジションを確立しています。モビリティ ソリューションズでは主に、内燃機関用噴射技術、代替駆動コンセプト、効率的そしてネットワーク化されたパワーワトレイン周辺機器、アクティブ/パッシブセーフティシステム、運転支援/コンフォート機能、ユーザーに優しいインフォテインメント技術やCar-to-CarおよびCar2Xコミュニケーションとコンセプト、オートモーティブアフターマーケット向けのサービスや技術といった分野で事業を行っています。なお、ボッシュ・グループは、電気駆動マネジメントや横滑り防止装置ESC（エレクトロニック・スタビリティ・コントロール）、ディーゼルシステム用コモンレールなどの重要な革新的自動車技術にも対応しています。
ボッシュ・グループは、グローバル規模で革新のテクノロジーとサービスを提供するリーディング・カンパニーです。 暫定決算における2014年の従業員数は約290,000人、売上高は489億ユーロを計上しています。事業はモビリティ ソリューションズ、産業機器テクノロジー、消費財、エネルギー・建築関連テクノロジーの4事業セクター体制で運営しています。ボッシュ・グループは、ロバート・ボッシュGmbHとその子会社約360社、世界約50カ国にあるドイツ国外の現地法人で構成されており、販売、サービス代理店のネットワークを加えると、世界の約150カ国で事業展開しています。この開発、製造、販売のグローバル・ネットワークが、ボッシュのさらなる成長の基盤です。2014年にボッシュは全世界で約4,600件の国際特許の基礎特許（第一国出願）を出願しています。私たちボッシュ・グループはコネクテッドライフに向けたイノベーションの提供を戦略的目標に定め、革新的で人々を魅了する全製品とサービスを通じ、人々の生活の質を向上します。つまりボッシュはコーポレートスローガンである「Invented for life」-人と社会に役立つ革新のテクノロジーを生み出していきます。
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