コスト？安全性の問題？なぜEVの電池交換システムは普及しないのか!?

2021年3月27日 / コラムコメントする

　EVが登場した当時は、電池交換式であれば30分も充電しなくて、5分くらいの停止時間で満充電にできると謳われたことがある。しかし、実際にEVが普及してくると、電池交換式のEVは日本のみならず欧州まで見ても、中国にちょっとあるくらいというのが現状だ。

　商用車であればリースも可能だし、電池交換式のEVが開発されてもおかしくなさそうなのに、それもない……。

　こうなると、コストが問題なのか？安全が問題なのか？こんなにも普及しないのには相応の理由があるのではないだろうか。なぜこれほど普及しない理由と、今後もこの流れは変わらないのか？というEVのバッテリー事情について考察していきたい。

文／御堀直嗣
写真／NIO、NISSAN、編集部

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■EＶ普及にはいかに航続距離を確保するかが大きなカギだった

　いまだに、電気自動車（EV）の充電に時間が掛かることを懸念する声がある。エンジン車の燃料給油と同じ発想で考えるので、そうなる。

　しかし、EVに最適な充電は、寝ている時間にゆっくり普通充電することである。あるいは、出先で食事や買い物など、何か用事をしている間に普通充電で追加するのが本筋だ。

　エンジン車の取り扱い方と異なるので、不安を覚えたり、不便に思えたりするかもしれない。しかし、慣れれば、充電のために余計な時間を費やさずに済むのだから、エンジン車に燃料を補給するためガソリンスタンドへ立ち寄るより時間の無駄がなく、簡単だ。

中国でテスラに続くEVメジャーとなりそうと話題の「NIO（ニーオ）」。すでに富裕層の居住区内に「パワースワップステーション」を設置し電池交換事業を進めている。料金は月額1万円程度

　1990年代から今日まで、EV導入に際し上記のような本筋の概念が定着しない間は、充電時間の無駄を排除しようと、車載バッテリー交換が考えられてきた。1990年代には、米国ロサンゼルスで次々にバッテリー交換をすることで、どれほど走行距離を伸ばせるかといった挑戦も実際に行われた。

　当時はまだ、リチウムイオンはもちろんニッケル水素も実用化される前であり、昔ながらの鉛酸バッテリーを使っての試行錯誤であった。鉛酸バッテリーを搭載した軽EVを日本EVクラブで製作したときの一充電走行距離は、わずか30～40kmでしかなかった時代の話だ。

　また、2009～2010年にかけて、三菱自動車工業と日産自動車から相次いで量産市販のEVが発売されたあとも、車載バッテリーの交換事業を試みようとする動きはあった。当時はまだ、国内の急速充電基盤も十分に整備されておらず、出先での充電に苦労した。そこで、急速充電でも30分は掛かるところを、バッテリー交換により5～10分で済めばいいのではないかと考えた人があった。

日産「初代リーフ」。登場時のバッテリー容量での航続距離に不安があったのは日産も承知しており、バッテリーをリースとし、交換方式も検討はしていたが実現できなかった

　机上では、優れた案に思える。しかし、交換によって取り外したバッテリーに充電するには、急速充電器水準の高性能充電器が必要だ。さもなければ、次に来た客に充電済みバッテリーを貸し出せない。

　急速充電器の性能には種類があるが、高性能型のひとつとして50kWの場合、ワット数に直せば5万Wだから、500Vの電圧×100Aの電流を流す計算になる。高電圧・高電流により何セットものバッテリーパックに充電を繰り返し行うことになるので、小規模事業の工場ほどの電力消費になるだろう。それくらいの電気代が掛かるのではないか。またそれだけ頻度の高い急速充電を繰り返すと、充電器の耐久性にも影響が出るかもしれない。

　なおかつ、次々に交換を希望するEVが来場した際には、それに対処するだけのバッテリーパックをいくつも準備しておく必要が出る。たとえば、日産『初代リーフ』の24kWhのバッテリーパックでさえ、縦1.57m、横1.19m、高さ26cmという大きさで、総重量は約200kgだ。そのような大きく重いバッテリーパックを何セットも保管する場所がいる。

　以上のように、車載バッテリー交換ステーションを運営するには、高い電力消費を前提とした充電設備への投資と電気代、さらに重くて大きなバッテリーパックを保管する場所の確保を考えなければならない。そう容易ではないのではないか。

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