＜技術の窓＞電動化の夜明け：偉人が導く未来のモビリティ
＜Technical Review＞SDV 実現に向けた UX から要素技術まで一気通貫な技術開発プローチ
Technologies
最新中国製電動車の車両分解解析とそこに応用されたSiCパワー半導体応用技術紹介
本稿ではこの小米汽車のBEVであるSU7の車両全体を分解し、スマートフォンメーカーが作ったBEVの車両としての実力を確認していく。今回は主に、車体、バッテリー、e-Axle（モータ、減速機、三相インバータ）を分解した結果について紹介する。
日産自動車における電気自動車向けバッテリの進化と今後の展望
日産は2050年のカーボンニュートラル達成に向け、競争力の高いEVとバッテリー技術革新を推進している。2010年の「リーフ」以来100万台超のEVを販売し、バッテリー性能向上と信頼性維持に努めてきた。本報では日産のEV開発の歴史と、「リーフ」から「アリア」に至るまでのバッテリーの進化、全固体電池を含めた今後の展望も示す。
BEV 動力・変速機構がWLTC走行時の電費に及ぼす影響調査
BEVの電力消費量に関し，モータ/ジェネレータとトランスミッションの組み合わせの影響を調査する研究が行われている．本研究ではTRAMIが提供するOpenModelicaモデルを用いて，最大モータ速度，トランスミッションシステム，変速段数の変化に対する定常走行時およびWLTCサイクル時の電力消費量を予測した．また，電気自動車の効率向上に影響を与える要因を検証するための感度解析を実施した．この結果，以下の点が明らかになった．第一にWLTC評価順位が定常走行評価と必ずしも一致しないこと，第二に遊星歯車システム採用時にリングギア出力が最適であること，第三にCVTは低入力回転数と広い変速比範囲を有することで高効率を示すことである．さらに，想定した範囲で，二つのモータと多段変速の組み合わせが，電力消費の点で最も優れていることが分かった．
クラッチ機構を応用した小型BEV 用変速機の開発
本開発では、小型電動車の電費向上を目的に2段変速機の導入を検討し、変速時に電子制御を要しない新たなクラッチ機構を開発した。従来クラッチの変速損失や電子制御クラッチの高コスト問題を解決し、内燃機関のアシストクラッチ理論を応用した最適化クラッチにより、電費向上を実現する変速機構を提案する。
BEVの実路エコドライブ手法に関する検討
BEVを用いて宇都宮市内の実路走行試験をワンペダル機能の有無で実施し、各種運転状態の頻度解析からワンペダル走行の有無がBEVの電費に与える影響について解析した結果、ワンペダル運転はドライバが減速をリニアにコントロールできるため，減速時間頻度が長くなり回生電力が増加するため電費が最大約15%向上する可能性がある。
PHEV熱マネジメントによる急速充電時間の短縮
PHEVの航続可能距離拡大と急速充電の採用が進んでいるが、低温環境下において充電量が抑制されるため充電時間が長くなることが課題である。これを解決するため、一般的に電池用電気ヒータにより電池を暖め，充電効率を回復させることが主流となっている。それに代わる技術として、エンジン冷却水廃熱と暖房用電気ヒータを用いた熱輸送により、電池温度上昇を促進し冬季充電時間短縮可能な電池昇温システムについて報告する。
充電機能を統合した電気自動車用eAxleの研究
駆動モータとインバータを活用し、走行・AC普通充電・急速DC充電・双方向給電を一体化。巻線切替で高出力と高効率を両立し、EV性能向上と部品・コスト削減を図る新パワーユニットを開発する
省Nd 磁石，超Nd 磁石の開発
電動モータの急速な需要の増加により，NdFeB磁石などの材料が不足する可能性がある．当社は，Nd使用量を大幅に削減可能な省Nd磁石や超Nd磁石を開発し，現在，様々なモータへの適用を検討しています．
IPMモータ用磁石の複合化による重希土類削減
IPMモータ用磁石の重希土類元素の使用量を削減するため，複合磁石の技術的成立性を検証した．ロータ内の磁石を分割し一部を重希土類元素が少ない磁石に置き換えたところ，トルクや効率といったモータ性能を維持できることが確認された．本技術によってモータ性能を維持しながら重希土類元素の使用量を削減できる．
連続波巻によるコイルの低損失化技術の開発
小型軽量なダイレクトドライブインホイールモータを対象に、分数スロット集中巻のコイル占積率向上と渡り線の簡素化が可能な新しい巻線構造である連続波巻を開発した。本開発構造は、従来の集中巻コイルと比較して銅損を約10%低減できる見通しを得た。試作ステータの占積率は80%と、従来と比較して大幅に向上した。
自動車駆動用巻線界磁モータ
自動車駆動用モータとして現在主流となっている埋込磁石型同期電動機（PMモータ）に対し、巻線界磁型同期電動機（巻線界磁モータ）は、可変界磁による鉄損低減や磁石レスによる価格安定化を実現できるため、選択肢の一つとなる。本稿では、巻線界磁モータの自動車駆動用としての優位性を確認するため、100kWクラスのPMモータに対して、電磁界解析により性能を比較した結果、および、巻線界磁モータの性能改善の取り組みについて紹介する。
HC85系ハイブリッドシステム最適化による環境負荷低減
JR東海のHC85系はシリーズハイブリッド方式の新型特急車両である。エンジンと主蓄電池の最適制御、軽量化、回生ブレーキにより、取替前の車両から燃費を35％改善し、CO₂排出量と機械ブレーキの消耗品を削減した。更なるデータ分析により、今後も環境負荷と主蓄電池の長寿命化によるコストの低減を目指す。
＜ホットトピックス＞圧縮センシングDICと次数比分析を用いた自動車エンジン・車体の全視野振動計測手法
自動車のエンジン・車体振動の計測は、制振設計などを目的に盛んに実施されている．本研究では，ランダムなストロボフラッシュを用いて高解像低速度カメラで撮影した画像に，「圧縮センシング」，「デジタル画像相関法」，「次数比分析」を適用することで、高速振動を低コスト/高分解能で可視化計測する手法を開発した．
＜ホットトピックス＞自動車フロントガラスの歩行者保護性能評価とガラス単体強度試験方法の提案
歩行者頭部衝突試験において、フロントガラスが破損せず、高いHIC値を示すケースがある。ガラス単体のHIC値評価は困難であるが、車両搭載前に結果をある程度予測したい。本稿では、良好なHIC値を導くためのガラス要件を明らかにし、その要件の達成有無を判断するガラス単体性能試験として、落球試験の有用性について考察した。
＜ホットトピックス＞固体アンモニア
アンモニアは水素貯蔵物質の候補である．しかし，劇物故に搬送事故によって噴出すると惨事となる．著者らは，低温固体アンモニアをホウ酸ガラスに閉じ込め，常温で安定化した．このガラス内に閉じ込めた固体アンモニアの密度は圧力容器中の液体よりも30 パーセント高い．水素貯蔵物質の未知領域を開拓したといえる．
＜ホットトピックス＞LCAを用いた自動車アルミパネル部品のGHG 排出量評価
2050年のCN実現に向けてBEV化が進む中、車体の軽量化が重要となっている。鋼材からアルミ材への置換は有効だが、アルミ材のGHG排出量は原材料の構成で大きく変動する。本稿では両材料のGHG排出量を比較し、アルミ材にプレススクラップや低CO2地金、市中スクラップを活用することで、鋼材以下の排出量が可能であることを示した。
＜ホットトピックス＞炭素繊維，10年振り世界最高強度8 GPa実現
1959年のPAN系炭素繊維の発明以来、様々な用途で拡大し、性能も大きく向上してきた。東レは、ナノスケールの微細構造制御により、従来品を大きく超える引張強度8.0GPaの「トレカ® T1200」を開発した。この世界最高強度炭素繊維は、軽量化や高効率化、CO₂削減に貢献し、自動車のモータスリーブなど多様な分野での応用が期待される。
＜ホットトピックス＞コイル線成形CAE のサロゲートモデルを用いた高速化技術開発
電動車用モータのCAEを用いたコイル線成形時の被膜厚さ予測手法とサロゲートモデルによる計算の高速化を提案する.CAE結果を学習データとし機械学習でサロゲートモデルを構築し,ひずみ分布予測精度は10％以内を達成した.計算時間を数日から数秒に短縮でき,モータの開発完成度向上と開発期間の短縮が可能と考えられる.
＜超の世界＞ローカル5G を用いた高精細・低遅延なオンボード映像伝送の実証実験
＜スポットライト＞脳のデジタルツインが拓く未来：精神・神経疾患の個別化医療へ
＜学生フォーミュラの日々 そして 今＞学生フォーミュラとの出会いが拓いた未来