米国のカリフォルニアなどの一部州、欧州主要国、中国における乗用車販売の電気自動車（ＢＥＶ、以下ＥＶ）の比率が増加基調にあり、主要１４カ国の２０２２年１０月時点で１７．７％を占めるまでに上昇している（マークラインズ社調べ）。ただ、現状のＥＶ構造や性能は、今後２０年代半ばに向けて大きく変革していく。このＥＶ変革に同期して、電力インフラとのシステム連系も本格化しつつある。
 

進むモジュール化

 
　欧米中のＥＶは、今後、充電および駆動電圧の主流が４００Ｖ帯から８００Ｖ帯に移る。これに伴い、インバーターやモーター、減速機を組み合わせるｅＡｘｌｅ搭載だけでなく、４００Ｖから８００Ｖに昇圧するＤＣ―ＤＣコンバーターやＡＣ―ＤＣコンバーターの充電系も統合したモジュール化が進んでいく。この８００Ｖ帯インバーターのトランジスタやダイオードも、すべてＳｉＣ（炭化ケイ素）にする＝Ａｌｌ―ｉｎ　ＳＩＣに変え、高電圧下での高速スイッチングロス低下や冷却などの効率向上が実現されていく。最終的には、これら部品やモジュールの組み替えで多様なＥＶ開発を行う「レゴ型モデル」が主流になる見通しだ。


　また欧米では、ＥＶの構造・性能変革に合わせて、充電インフラの容量もアップしていく流れだ。交流（ＡＣ）は現在主流の７．２キロワット以下から、１１～２２キロワット範囲に、直流（ＤＣ）は、５０キロワット以下から、１００～１５０キロワット帯を重点配置する方針に。大容量化で充電時間を削減し、航続距離３００キロメートル以上を１５分以下充電に短縮することを目標にしている。充電スタンド設置も、これまではベンチャー系が主導していたが、近年は、ＢＰなどの石油メジャーやＡＢＢなどの重電大手が、先行ベンチャー勢を買収し、充電インフラの大規模投資を主導している。８００Ｖ帯ＥＶの開発を先導している完成車メーカーのＶＷグループやＧＭ、現代自動車などは、既にこれら充電インフラのインテグレーターと密接な関係を構築し、ＥＶと充電インフラの相互機能調整をした開発が行われている。ＥＶの８００Ｖ化と、インフラ側の容量増強もその一環だ。

　加えて、次世代ＥＶは、アーキテクチャー（車両の全体構造）自体も大きく変わっていく。現状は、バッテリーやモーターなどのパワートレイン系、ブレーキやパワーステアリングなどのシャシー系、カメラやミリ波レーダー、ＬｉＤＡＲなどの安全系、カーナビやヘッドアップディスプレーなどのコックピット系のドメインが個別に、または一部がつながる分散型で制御されている。今後は、車両の頭脳になる１～２個のセントラルコンピューターを中心に、複数のドメインを統合したＥＣＵ（電子制御ユニット）群と、そのＥＣＵ間をデータスイッチング機能であるゾーンＥＣＵでつなぎ、イーサネットで高速通信する統合型制御が中心になる。このアーキテクチャー変革は、８００Ｖ帯ＥＶとも開発同期化している。

 

他と連動して更新

 
　新しいアーキテクチャーでは、コアになる統合ＥＣＵ群の演算処理能力は、現行の１秒あたり１兆回未満から、２０年代半ばに掛けて数十兆レベルに向上し、最大数百兆回のＥＶも登場してくる。また、イーサネット、つまりインターネットプロトコル網での高速通信制御になるため、外部のクラウドサービスとつながって更新された機能が、そのまま関連する車載ＥＣＵ群に反映され、性能アップデートすることが可能になる。ＥＣＵの機能構成としても、ソフトウエアで判断・制御する比重を増やし、拡張的なＯＳやミドルウエアを実装する事で、このソフトウエアアップデート（Ｏｖｅｒ　ｔｈｅ　Ａｉｒ：ＯＴＡ）を容易にしていく方針だ。

　充電・駆動機能の高度化は、このＯＴＡと、各データの学習・予測機能の進化に同期するかたちで進む見込みだ。次回以降はその動きと、ＥＶバッテリーと充電インフラ、その電力系統網の取引市場とのシステム連系動向について述べる。

電気新聞２０２２年１２月１２日