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Jun 03, 2023

バッテリーパック開発の優先事項は何ですか?

James Eaton

James Eaton が、電気自動車のバッテリー パックを設計する際に考慮すべき多くの考慮事項を調査します。

現在、電気自動車（EV）の開発コストは主にバッテリーパックによって引き起こされているため信じられないほど高額であり、モデルの魅力とコストのバランスをとることは、老舗自動車メーカーにとってさえも課題です。 言うまでもなく、多くの小規模メーカーやニッチな自動車メーカーにとって、これはさらに困難であり、バッテリーパックの設計だけで簡単に最大 3,000 万ポンド (3,700 万米ドル) の見積もりがかかることもあります。 よりコスト効率が高く、合理化された製品開発ソリューションが明らかに必要とされていますが、世の中にはまだほとんどありません。 バッテリーパックの設計に直面したとき、どこから始めるべきか、何を優先すべきか、多くの人がまだ明確ではありません。

エネルギー密度は多くの企業にとって重要な指標であり、メーカーにとっては明らかな優先事項です。 エネルギー密度の低いバッテリーパックは、車両が重く、大きく、運転しにくいものになる可能性があり、消費者にとっては魅力的ではありません。 ただし、忘れられがちなことは、電圧を上げるとエネルギー密度が増加する可能性があるということです。 多くの企業は、EV の限界は 400V であるという根強い考えを持ってバッテリー生産に取り組んでいます。 EV の電圧は 800 ボルトまたは 900 ボルトまで上昇する可能性があるため、400 ボルトの電圧に落ち着くと、車両の可能性が不必要に制限されてしまいます。 電圧が高いEVは、より低い電流で同じ電力を生成できるため、ケーブル、バスバー、その他のコンポーネントを小型化でき、結果としてパックが軽量になります。

ただし、バッテリー パックの設計となると、ほぼすべての変数が別の変数に依存し、何らかのトレードオフが発生します。 電圧もこの限りではありません。 一般に、電圧が高くなると、電圧絶縁によりインバータやその他のコンポーネントのサイズが大きくなり、パワートレイン全体が大型化する可能性があります。

このトレードオフを考慮する必要があることは、バッテリー パックの設計時に考慮される他の要素にも及びます。パラメーターの組み合わせによっては常に達成できるわけではないことを理解することが重要です。 デザインを検討し、車両にとって何が重要であり、消費者にとって何が魅力的であるかを真に理解する能力は極めて重要です。 EV では充電時間が短いことが非常に望ましいとよく考えられていますが、実際はそうなのかもしれませんが、充電が速いとバッテリーの劣化が促進され、時間の経過とともに航続距離がより早く短くなる可能性があります。 充電時間を短縮できる高出力の熱管理システムを設計するなど、適切なバランスを実現する賢い方法がありますが、これにより他の車両システムが大型化し、より高価になる可能性があります。

バッテリーパックの設計に関しては、ほぼすべての変数が別の変数に依存します。

ほとんどの分野でトレードオフは避けられませんが、安全性は妥協できない分野の 1 つです。 一般に、ほとんどのバッテリーセルとモジュールはUN38.3を満たす必要がありますが、UN ECE規制100などの一部の規制はすぐには必要ないと思われる場合があり、結果として小規模メーカーはそれらの規制を敬遠する可能性があります。 非常に少量の場合は最初は回避可能ですが、特にさまざまなプレッシャーにさらされている小規模 OEM では、より迅速かつ安価な開発を優先して安全規制が回避される可能性があります。 ただし、可能な限り安全なバッテリーパックを構築することが不可欠です。 可能な限り徹底的な安全性チェックが行われていないEVを生産することには明らかなリスクがあることに加えて、これらは量産における標準であるため、どのような規模のレベルでも最終的にはこれらのテストが必要になることを考慮することが重要です。 これらの規制を念頭に置いて車両が再設計された場合、多くの小規模メーカーは安全性試験を回避することで、将来に大きな問題を引き起こしています。

今後数年間で、自動車業界には大きな変化が起こるでしょう。 EVに対する消費者の関心は前例のないレベルに達しており、市場は急速に成長する見込みです。 この成長があらゆる種類の OEM を惹きつけ、これまで以上に多くの時間と労力が EV 市場に投入されていることは驚くべきことではありません。 メーカーが成功するためには、発売時に競争力があり、その後何年にもわたって競争力を維持できる製品を開発する必要があります。 賢くコスト効率が高く、バッテリー パックのニーズを理解することがこれまで以上に重要になっています。

ここで表明された意見は著者の意見であり、必ずしもオートモーティブ ワールド Ltd.の立場を反映するものではありません。

ジェームス・イートン氏は、バッテリーパックの設計と製造を通じて自動車会社の電動化を容易にする英国を拠点とする新興企業 IONETIC の最高経営責任者兼創設者です。

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