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電池自動車(BEV:Barttery Electric Viecle でんちじどうしゃ)とは、電池により推進する自動車(軌道不要の車両)

電池自動車には、広く知られる二次電池で電動機を動かす車両の他、ソーラーカーや燃料電池車 (FCEV)がある。また、一般的な電池自動車より運用としては架線式電気自動車に近い、非接触誘導充電(:インダクティブチャージング)式電池自動車が大型車向けで提案されている。

より広義の電気自動車の場合ハイブリッドカー (HEV)・架線から電力を供給されるトロリーバスなどの架線式電気自動車も含む(電気自動車参照)。

◆ 概要

ガソリンエンジン・ディーゼルエンジンなどの内燃機関を動力とする自動車と異なり、電気自動車は必ずしも変速機が必要ではない。また原動機の始動に外部からの動力も必要としない。ゆえに電池式電気自動車は構造が比較的単純であり、自動車の黎明期から今日に至るまで遊園地の遊具をはじめ、作業環境と騒音に対する配慮が必要な食品工場や倉庫内で使用されるフォークリフトや、ゴルフ場のゴルフカートに多く使用されてきた。

一方でバッテリーは出力・時間あたりの重量が大きく、コストも高く寿命が短かった。つまり乗用車として許容できる100万円以下/400kg以下のバッテリー価格/重量の場合、非力な小型モーターを使っても短時間でバッテリー切れになってしまった。バッテリー保護のため急速な充電を避ける必要もあり、長い充電時間も短所として捉えられる。そのため長い歴史を通じて交通機関の主流にはなりえなかった。

しかし、最近、下記の理由から電気自動車に対する関心が高まり、様々な方式が提案され研究が進んでいる

#鉛蓄電池よりは軽量で大電力を蓄電できるリチウムイオン電池の発展

#地球温暖化問題のため、排出量の大きい、製鉄業・発電業・運輸業のCO₂排出削減ニーズの高まり

#石油価格の急激な上昇により消費国では経済が打撃を受けており、特に運輸業は苦境にあるため、脱石油・燃料多様化ニーズが高まっている

#化石燃料以外のエネルギーで最も供給力の大きい原子力が主として電力の形で提供されており、非化石系アルコール燃料やバイオディーゼルも増産は可能とはいえ供給力に限界がある

◆ 種類と長所・短所

◇ 二次電池式電気自動車

蓄電池に充電してで電動機を回すタイプ。古くからあり、改良されてきた。

;長所(内燃機関とは同等の出力での比較)

・エネルギーの利用効率はエコカーの中で最良で、騒音も少ない。

・電動機の回転が滑らかで振動が少ない為、液封入型の様な高価なエンジンマウントが必要無くなる。

・レスポンスが良好

・バッテリーを床下に配置した場合、重心が下がり車両安定性が向上する。

・エンジンに比べ電動機の設計が容易

・騒音が少ないため、車両の騒音対策が容易

・電動機はメンテナンスが簡単で寿命が長い(エンジンオイルや冷却水を必要としない)。

・トランスミッションの省略が可能。

・エンジンよりも電動機の方が小型軽量。

・架線を敷設する費用が掛からない、景観上好ましい。

・集電装置が不要。

・走行時に有害物質を排出しない(エンジン車の主要な排出物はCO₂、H₂O、CO、HC、NO_x、PM)。充電電気製造のCO₂発生は、小型の電気自動車走行1kmあたり40g(一方、小型ガソリン車の場合170g)。

・余力があり安価な夜間電力によって、自宅で充電できる(1km走行で電気代は約1円)。

・2008年時点で電気は動力エネルギー等価で石油より安い(1km走行でガソリン代は約10円)。

・三菱自動車、富士重工、日産、トヨタ、ホンダなどが2010年代早期の一般向け販売を公表している。

;短所(現在の電池性能に関しての課題がほとんど)

・2008年時点で電気自動車用の大容量の電池が量産されておらず電池が高価である(下記資料で4万円/kwh)。当然、量産が進めば価格は下がる。

・大きな出力や長い航続距離を得るためには電池の搭載量が多くなり、大型自動車に向かない

・自動車寿命より電池寿命の方が短いので、何度か交換しなければならない(大幅に改良されプリウス等のハイブリッドカーでは無交換、最新の電気自動車では交換の必要は無い)。

・一充電あたりの走行可能距離が短かく、長距離走行のためには全国規模の急速充電スタンド、あるいは電池交換所の充実が必要だが、整備が進んでいない。

・取り出せるエネルギーに対して重量が大きい(特に鉛蓄電池の場合)。現状では石油系燃料に対して最も劣る点となっている。

・[外部リンク] 三菱自動車の電池式電気自動車

・[外部リンク] 自動車用電池のコスト/エネルギー密度資料

◇ 燃料電池自動車

◇太陽電池自動車

◆ 駆動系による分類

電気自動車の駆動システムは、大まかには下記で構成される

・電池と車載充電器で構成される車載エネルギー源

・モーターとモーター制御装置で構成される機械動力発生源であるパワーユニット

・動力を車輪に伝達する要素のかたまりであるドライブトレーン

駆動システムの特性は、これらの三要素に、車載エネルギー源に充電する要素を加えた4つの要素に大きく左右される。電気自動車ハンドブック編集委員会,2001『電気自動車ハンドブック』丸善

電気自動車は電動モーターを含む駆動系の配置によりいくつかに分類できる。

通常のガソリンエンジン車に最も近く、比較的簡単な改造によってエンジン部分を積み替え、プロペラシャフトなどをそのまま使用するものから、駆動タイヤ近くにモーターを配置し、場合によっては減速ギヤを介して駆動輪に接続するもの、そして、最も従来の自動車とは異なる駆動系の配置となるインハブ・モーターを持つものなどがある。図では簡単のために後輪のみの2輪駆動で示したが、4輪駆動も実際に存在し、前輪駆動もありえる船瀬俊介著 『疾れ!電気自動車』 築地書館 2004年7月14日初版発行 ISBN 4806712906。

◆ 電池式電気自動車の環境性能

◇ 利点

電気自動車は「排気ガスを出さないので、環境にやさしい」と考えられており、局所的な大気汚染の緩和策には有効である。また、原子力・風力発電との組み合わせによりCO₂削減にも有効と見られている。また騒音源である内燃機関を搭載していないため、一般に音が静かであるという特徴もある。反面で自動車の接近に気づきにくく危険であり、なんらかの形で車の接近を知らせる仕組みが必要という意見もある。

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