調査によると、航続距離と充電時間は電気自動車購入の最も大きな障壁のひとつである。30分でSoC80％まで充電しても、満足できるものではないようだ。電気自動車の運転をより便利にし、ユーザーの航続距離に対する不安を軽減するために、長距離移動のためのエネルギー貯蔵を改善することは、EVトラクション・バッテリー開発の最優先事項のひとつである。
車両総コストの35％から45％に達するバッテリーの高コストは、メーカーにとって決定的な要因である。特に、ほとんどのOEMはバッテリーセルの開発と生産を外部のパートナーに依存している。そこで、近代的な開発 センターとテストセンターを持つ現地パートナーが不可欠となる。迅速に利用できる現地のリソースは、OEMをより機敏にし、電気自動車の目玉となる技術革新に集中させることができる。
リチウムイオン電池の技術：
すべてのリチウムイオン電池に共通するのは、放電時にLi+イオンが正極から負極に移動することである。
リチウムイオン電池は通常、正極の材質によって区別される。電気自動車には、3種類の電池が特に適している。関連するNCA（リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物）およびNMC（リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物）電極は、現在自動車分野で最も使用されているセルである。NCAセルは比較的安価で、エネルギー密度が非常に高い。主な批判は、過電圧や過温度の場合に早期に非常に激しく反応するため、その疑わしい安全性に対処することである。NMCセルはより多く、一般的に耐用年数も長いが、それに比べてコストも高い。
LFPセル（リン酸鉄リチウム）の乗用車分野での市場シェアはまだ比較的小さい。しかし、開発中の有望な技術である。LFPセルは非常に安全で、すべてのリチウムイオン技術の中で最も寿命が長く、充放電速度に非常に強いと考えられている。その一方で、エネルギー密度はNCA/NMCセルのレベルにはまだ達していない。
充電出力、エネルギー密度、走行距離の向上には、次世代レベルの熱管理が必要だ：
主にバッテリーのコスト低下により、電気自動車の取得コストが低下しているため、最終顧客にとって電気自動車はより魅力的なものとなっている。同時に、環境政策や規制の強化により、OEMにとって内燃エンジンはますます高価なものとなっており、ハイブリッド車や電気自動車をポートフォリオに加え、電動化戦略を進める必要がある。その結果、電気自動車とハイブリッド車はニッチな存在から脱却して久しく、市場シェアは着実に拡大しており、今後数年間で急激に拡大するだろう。20代半ばまでには、電気自動車は、購入価格だけでなく、総所有コスト（ToC）に関しても、内燃エンジン車に匹敵するようになると予想される。今後、自動車業界のプレーヤーや意思決定者は、新技術で市場の期待に応えるための強力な専門知識を証明しなければならないだろう。
航続距離の向上は、常に バッテリー開発の主眼のひとつである。セルレベルでのさらなる化学的開発に加え、バッテリー管理システム（BMS）はこの分野で特に可能性を秘めている。セルを綿密に監視することで、最適な負荷をかけることができ、同じ耐用年数でより多くの容量を得ることができる。これは一見単純なことのように聞こえるかもしれないが、実際にバッテリーで測定できるパラメータはわずかであるため、現実の実装は非常に複雑であることが証明されている。正確な充電状態（SoC）や健全性状態（SoH）といった重要な情報は、複雑な計算モデルを用いて間接的にしか求めることができない。これらは現在進行中の研究開発の対象であり、入念な試験で各セルタイプに適合させ、再度検証する必要がある。
BMSは、急速充電能力に関しても重要な役割を果たしている。パルス充電のような革新的な充電方法は、耐用年数を犠牲にすることなく、特定の運転状態における充電時間を著しく短縮することができる。そのため、SoC80%までの充電は、大容量バッテリーでも15分未満で済むかもしれない。
このような莫大な充電電力に伴い、バッテリーの熱管理もますます重要な要素になってきています。常に高い充放電性能を実現し、バッテリーの寿命と安全性を保証するためには、充電電力損失を確実に放散させなければならない。一方、冬期には、低温での航続距離損失を限界内に抑えるため、バッテリーを迅速かつ効果的に加熱する必要があります。したがって、インテリジェントな熱管理システムは、特に寒い季節において、バッテリーの全体的な効率に極めて大きな影響を与える可能性があります。さらに、内燃機関とは対照的に、使用可能なエネルギーの損失はほとんどないため、バッテリー、電気機械、パワーエレクトロニクス、および乗客コンパートメントの熱システムのインテリジェントな相互接続は理にかなっている。
新たな展開
専門家によれば、現在の技術によるリチウムイオン電池は、まだ開発の終着点に達していないという。それでも、現在市場に出回っているバッテリーソリューションのエネルギー密度には限界がある。現在のところ、230Wh/kg程度の比エネルギーが可能である。専門家は、現在の技術では最大で300Wh/kgまたは350Wh/kgまで増加すると予測している。さらに強力な電池のためには、セル・レベルで技術をより深く変える必要がある。現在、数多くの企業や研究機関が、この課題に高速で取り組んでいる。すでに有望な技術もいくつか見つかっている。その結果、より高いエネルギー密度を実現することが期待されている。テストでは有望な結果が示されており、実験室規模では機能することが証明されているものもある。しかし、経済的な連続生産にはまだ大きな課題がある。
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その結果、バッテリーはわずか12分でSoC80％まで充電できる。この強力な高エネルギー・バッテリーは86.5kWhの容量を持ち、500km以上の航続距離に適している。さらに、430kW（短時間では690kWまで）の定放電電力により、高性能車であっても電気モーターの駆動力にほとんど制限を設けない。研究プロジェクトの範囲内では、わずか5分でSoC80％まで、8分で100％まで充電可能なバッテリーの製造が可能であることが証明されている。
このような技術的進歩は、私たちの広範な試験状況によって可能になります。セルの特性評価から始まり、バッテリーモジュールやバッテリーパックの典型的な電気的・熱的試験から耐久試験まで、私たちは開発の全領域を網羅することができます。また、当社のエンジニアは、適切な安全対策の下で環境試験や虐待試験を実施しながら、すべての現行規格に準拠して検証し、認証を提供することができます。
私たちは、特定の要件に対するプロジェクト目標を達成するために、コストと時間の効率的なアプローチでお客様をサポートする個々の試験手順を設計します。
バッテリーにはエキサイティングな時代が待っている。明日のソリューションを今日お届けすることで、私たちは常に最新の状態を保ち、最も効率的なシステムを街角にお届けします。私たちと一緒に、バッテリーソリューションの未来に向けた旅に出かけましょう！未来の可能性とテクノロジーについては、次回の記事で詳しくご紹介します。
