デンソー、トヨタ「bZ4X」とスバル「ソルテラ」に採用する動力や熱をマネジメントする製品群説明会

トヨタ「bZ4X」とスバル「ソルテラ」に採用する電動化製品

　デンソーは4月13日、電気自動車向け新製品説明会をオンラインで開催し、新型BEV（バッテリ電気自動車）であるトヨタ自動車「bZ4X」とスバル「ソルテラ」に採用された電動化製品を紹介した。いずれもバッテリのエネルギー利用を最小化するためのものとなり、空調を含めた「熱マネジメント」まで含めて電気自動車の航続距離延長に貢献するものとなる。

センサーから熱マネジメント製品まで、実用性の向上につながる製品

　デンソーが発表したbZ4Xとソルテラに採用される主な新製品は、「電流センサー」「ESU」「高効率エコヒートポンプシステム」「輻射ヒーター」の4つ。

　BEVではバッテリが唯一のエネルギー源。デンソーでは「必要なエネルギーを最小化し、効率よく回収し使い切ることが実用性の向上につながる」とし、車両全体での効率的なエネルギーマネジメントを目指している。

電力マネジメント製品の「電流センサー」と「ESU」

　前者2つは車両状態のモニタリングをして電力マネジメントをするもので、エネルギー活用には重要なパーツ。電流センサーはBEVに必要な±1200Aレンジの大電流の対応を可能にしたセンサー。体積が増える要因となる磁気コアを使わずに電流を検知するコアレス式の採用で、製品体積で40％の小型化を実現した。さらに、測定誤差発生の要因となる磁化の影響を受けにくい磁気平衡式を採用することで電流の検知精度が向上しているという。

　ESU（Electricity Supply Unit）はバッテリへの充電を制御する充電統合ECUや普通充電の車載充電器、DC-DCコンバーターなどの製品をワンユニット化したもの。車載充電器、DC-DCコンバーターは豊田自動織機のユニットを採用する。小型軽量化によって搭載可能なバッテリの量の増加、航続距離の延長、居住空間の拡張に貢献するとしている。

熱マネジメント製品の「高効率エコヒートポンプシステム」

　後者2つは効率的なエネルギー制御と活用をする熱マネジメントの製品となり、高効率エコヒートポンプシステムは少ない電力で効率よく大気の熱を汲み上げ暖房に活用するもの。BEVの場合、エンジンという熱源はないが、駆動回路やバッテリの冷却などで発生する熱はある。一方で冬季の暖房の熱源がないため、暖房をすべて走行用バッテリから使ってしまうと航続距離が短くなってしまう。そこで、緻密なサイクル制御と多機能弁「MCV-e」を活用して発生した熱を効率的に使うのが高効率エコヒートポンプシステムとなる。

　また、世界初の技術として走行中除霜機能を実現。緻密な熱マネジメントをするなかで、走行廃熱や暖房熱を活用して除霜し、冬季など着霜環境下における電費性能を改善するという。

熱マネジメント製品の「輻射ヒーター」

　輻射ヒーターは、まずはbZ4Xのみの装備。通常の暖房と異なり、空気を温めるのではなく直接人体の膝元に暖かさを届けるもので、いわゆる「遠赤外線ヒーター」のようなイメージ。それによって空調に使うエネルギーを削減する。

　ヒーターは100℃以上の高温輻射となるため安全性も重要。表面に人体が接触した直後に50℃以下まで低減させるため、センサーを発熱のフィルムに内蔵させ安全性も両立した。

エネルギーの観点でマネジメントできるかが、BEVの発展につながる

　オンラインの説明会では、電動エネルギーマネジメント主査室長の後藤田優仁氏が主に説明を行なった。後藤田氏は「まず目指すものは2035年にカーボンニュートラルの実現」とした上で、クルマの電動化に貢献してCO2を可能な限り削減する戦略を示し、電動車の課題とニーズを説明した。

株式会社デンソー 電動エネルギーマネジメント主査室長 後藤田優仁氏

　そのためには航続距離の延長、バッテリの長寿命化、急速充電などエネルギーマネジメントが必要。デンソーは個々の製品で電動車の効率化に対応するが、同時に製品群としてエネルギーマネジメントを行ない、BEVの発展につなげていく。

　モータージェネレーター、インバーターなど直接駆動する部分やBMUなどで動力や電力のマネジメントに対応した製品も揃えるが、BEVの場合、空調の快適性の制御だけでなくパワートレーンの冷却などの「熱」のマネジメントが重要とした。

デンソーは動力だけでなく空調などの製品も幅広く揃える

　今回の製品の「高効率エコヒートポンプシステム」はまさにそれ。後藤田氏は「エンジン付きのクルマなら熱に困ることはなかったが、BEVだからこそ苦しくなってくる領域。パワーソースが電池しかないなかで、有効活用するかがキーになる。格段に技術的に難しくなる領域」と指摘。

　BEVの大きな課題でもある電池の劣化を抑制する冷却についても「電池を劣化させないようコントロールしながら、うまく回収して効率的に使う」としてエネルギーマネジメントという領域が必要とし、熱とパワートレーンの双方のシナジー効果を出しながら製品を提供できることがデンソーの強みだとした。

　また、暖房を効率的に行なうため、直接乗員を温める輻射ヒーターも重要な製品となるが、まずはbZ4Xのみ採用しソルテラには採用しない。これは「量産には課題を抱えているため」としており、課題を克服次第、ハイブリッド車を含め他車にも採用を働きかけていくという。