EV市場を加熱させるキートレンド

EV市場を加熱させるキートレンド

EV市場を加熱させるキートレンド
EV(電気自動車)市場は急速に成長しており、新型コロナウイルスに伴う操業停止からも素早い立ち直りを示し、2020年を通じて前年を上回る成長を遂げています。EV市場では、バッテリー容量の増加、航続距離の延長、充電速度の向上や、ワイドギャップ半導体、高性能トラクションモーターの増加などの事象が見られます。また、EVの火災事故や関連するリコールを受けて、熱暴走の検知、予防、保護に意識が向けられるようになってきています。こうしたトレンドのすべてにおいて、より効果的な熱管理のシステム、ソリューション、材料が求められています。
 
IDTechExの調査レポート「電気自動車の熱管理 2021年-2031年」では、リチウムイオン電池、電動トラクションモーター、パワーエレクトロニクスの熱管理に関するOEM戦略、トレンド、新たな選択肢について詳しく解説しています。このレポートに掲載されている情報は、一次・二次情報源のほかに、2015年から2020年の間に販売された250を超えるEVモデルの広範なモデルデータベースを組み合わせて収集したものであり、本トピックについての包括的な概観を提供します。浸漬冷却のような新たに登場した代替手段についても取り上げ、導入見通しのほか将来の用途に対する適合性についても考察しています。
 
Strategies for EV battery thermal management are evolving rapidly. Source: IDTechEx, 「電気自動車の熱管理 2021年-2031年」
急速充電はEV市場におけるキートレンドとなっており、30分未満で充電可能な場合、航続距離はそれほど重要視されません。こうした能力を備えた車両がいくつか市場に投入されています。800Vシステムについても、ポルシェ・タイカン、Audi e-tron GTのプラットフォームや、ヒュンダイの新しいアーキテクチャ「E-GMP」のような例が次々に登場しています。高電圧化は、より高速な充電の実現にも寄与します。しかし、急速充電については熱管理を十分に考慮する必要があり、充電時にバッテリーを低温に保つことが、セルの長寿命化に役立つだけでなく、熱暴走を予防する重要な安全機能の役割も果たします。こうした理由から、浸漬冷却などの比較的新しい技術にも関心が寄せられています。
 
Immersion cooling for EVs creates new demand for dielectric fluids. Source: IDTechEx,「電気自動車の熱管理 2021年-2031年」
 
2020年にはEVの火災が特に問題視され、ヒュンダイやGMなどのメーカーは、各社10万台近くのリコールを余儀なくされました。メーカー各社のEVやEV全般の評判が傷ついたのは当然として、リコールに要した費用は、ヒュンダイが9億ドル、GMが12億ドルに上ると推定されています。EVの火災件数はエンジン車よりも少ないものの、焼損程度がEV火災の方がはるかに激しくなる傾向があるため、より未知なものとしてメディアからの注目が集まりやすいのです。熱暴走の検知と予防は、EVの安全性に関する規制が施行され始めていることもあり、最重要事項となっています。このことはまた、難燃性材料や防火材料の機会も生み出しています。EV用バッテリーセルやパックのデザインの統一化がまだ実現していないことを考えると、EV市場には、熱管理・防火用の部品や材料のメーカーにとって、潜在性のある興味深い状況が生まれています。
 
また、パワーエレクトロニクスも忘れてはいけません。メインインバータは、通常の動作条件下でもEV車両において最も高温になる部品です。市場の大半の車両にはSi-IGBTが使用されています。Si-IGBTは発熱量が必然的に相当大きくなるため、モーターの冷却システムに効果的な熱管理システムを組み込む必要があります。ここ数年、メイントラクションインバータへのSiC-MOSFETの導入が増加していますが、SiC-MOSFETの場合はスイッチング周波数を高くすることができ、変換効率の向上を図れます。さらに、SiC-MOSFETはパッケージの小型化によりフットプリントの低減が可能で、高出力密度化が実現できますが、一方ではスイッチング損失が大きな課題となります。各部品の水冷システムのほかにも、インバータパッケージ自体におけるワイヤボンディング、ダイアタッチ、基板などの技術に関する明らかなトレンドが見られます。メーカー各社は、パワーエレクトロニクスや、熱伝導材料などの選択肢の導入に関してそれぞれ独自の戦略を保有しています。IDTechExの調査レポート「電気自動車の熱管理 2021年-2031年」では、パワーエレクトロニクスの設計におけるトレンドだけでなく、EVでの活用事例や、Si-IGBTとSiC-MOSFETの需要予測についても取り上げています。
 
さらに詳しくは、調査レポート 「電気自動車の熱管理 2021年-2031年」で、ご確認ください。
 
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