絶滅するしかないのか? 急進する電動化でトランスミッションが消える日は来るか

絶滅するしかないのか? 急進する電動化でトランスミッションが消える日は来るか

 電動化が進み、パワーユニットの主役がエンジンからモーターになることで、トランスミッションの存在意義が問われています。多くのバッテリーEVは、トランスミッションを搭載せず、ハイブリッド車でもトランスミッションの役割は低下しています。

 今後、本格的な電動化時代となれば、トランスミッションは不要となるのでしょうか。

 ※本稿では機構としてのトランスミッションについての解説であり、マニュアルトランスミッション(MT)、オートマチックトランスミッション(AT)問わずに言及しております。

文:Mr.ソラン、エムスリープロダクション
アイキャッチ写真:Adobe Stock_pichit1422
写真:NISSAN、TOYOTA、HONDA、MAZDA、LEXUS イラスト:著者作成

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トルクバンドが広いモーターには、トランスミッションは不要

 エンジンは、効率よく有効なトルクを発生する回転域(トルクバンド)が狭いため、どのような運転条件でもスムーズに走行するためには、多段のトランスミッションが必要となってきます。

 例えば、発進や登坂といった、大きなトルクが必要な状況では、ローギアを使い、トルクを増大させます。エンジン出力=トルク×回転数の関係があるので、ローギアでは走行速度は下がりますが、その分トルクが増大するのです。定速走行や高速走行では、低いトルクでも高い走行速度が維持できるようにハイギヤが選ばれます。

 一方のモーターは、トルクバンドが広く、停止状態から一定の速度までは最大トルクを維持し、その速度を超えるとトルクは徐々に低下します。この特性は、クルマに求められるトルク特性と近いので、モーターはトランスミッションがなくても、様々な運転条件に対応できるのです。

エンジンはトルクバンドが狭く、有効なトルクを発揮する回転域が狭いのでトランスミッションが必要。モーターはトルクバンドが広く、基本的にはトランスミッションが不要(イラスト:著者作成)

バッテリーEVでは、当面は「なし」が主流に

 現在、バッテリーEVで、トランスミッションが搭載されているのは、世界中をみてもポルシェのタイカンのみ。国内でも、日産「リーフ」やホンダ「Honda e」、マツダ「MX-30 EV model」など、すべてトランスミッションは搭載されていません。コストや搭載性を考慮すれば、今後も一般的なバッテリーEVにトランスミッションは搭載されないと思われます。

 ただ、まったく搭載されないか、というと、そうとは言えません。タイカンがトランスミッションを搭載している理由は、モーターの効率が高回転で低下することにあります。モーターの効率も運転条件によって変化し、モーターのスペックにも依りますが、通常は車速120km/h以上になると効率が低下します。

 タイカンは、高速走行時の効率を上げるために、トランスミッションで変速しているのです。ただし、高速域で変速するシンプルな2段のAT機構です。

 変速によってモーターの効率を高めている代表例は、電気自動車のF1と呼ばれるバッテリーEVの最高峰「フォーミュラE」です。フォーミュラEでは、6速までのギアボックスの使用が認められています。できるだけ電気を使わず、しかも速く走行するためには、バッテリーEVでも、変速することが有効なのです。

 したがって、スポーツカーの高速走行の性能向上のため、あるいは航続距離を延長させる目的で、2段や3段のトランスミッションを搭載するバッテリーEVが、今後他にも出てくる可能性はあります。

日産の電気自動車リーフ。2010年デビュー当時の航続距離は200kmだったが、改良を重ねて現行モデルでは航続距離322km(大容量バッテリー搭載のリーフe+の航続距離は、458km)に延長

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