【ハイブリッド車】ハイブリッド用電池の違い(トヨタ、ホンダ、日産)

スキーの車

私自身は最終的にガソリン車を購入しましたが、仕事にも関係している電池に関して書きたいと思います。

ガソリン車とした理由は現在のホンダ・フリードのハイブリッドシステムではなく、次期型(2モーター)に期待したかったからという点が大きいです。

ハイブリッド用の電池

大きく分けて2種類の電池が使用されます。自動車用メイン電源には鉛蓄電池が使用されますが、ハイブリッド用の電池としては使用されません。

自動車用電源として長く使用されていて信頼性も高いものの、ブレーキ時の回生エネルギーやモーター駆動用の電源としてエネルギー(電流)の出し入れを頻繁にする用途には向かなかったのでしょう。

ニッケル水素電池

民生用でも使用されている充電式の電池(eneloopなど)もニッケル水素電池となります。水系の電解液を使用するため、電圧は1.2V程度が限界となります。乾電池のかわりとしてeneloopを使用することも多いかもしれませんが、時々使用できない電子機器もあります。それは、乾電池では1.5Vに対してニッケル水素電池は1.2Vのためで、電圧を必要とする機器では使用できない(すぐに使えなくなる)状況となります。

ですが、乾電池と異なり充電すれば何回でも使える(回数としては1000回保証?)ので、廃棄物削減の観点で使用されることも多いと思います。自動車向けも繰り返し使えるというメリットと、電圧が低くても問題ない用途ということで、ハイブリッド車の先駆けであるプリウスにはニッケル水素電池が使用されました。

現在もトヨタ車の多く(安価なグレード)ではニッケル水素電池が使用されていますが、耐久性はやはり民生用と同じく充放電1000回程度で劣化が大きくなるのか、比較的早い段階で交換が必要になるという話を聞きます。

リチウムイオン電池

ニッケル水素電池より後発で、現在も高価なリチウムイオン電池ですが、最大のポイントは電解液に溶剤を使用でき電圧が高いということになります。逆に溶剤を使用しているため、事故を起こしたときに燃えやすく危険と言われる所以でもあります。

使用される材料もいろいろと開発が進み、特に負極に使用される材料(負極材)がさまざまな種類があります。通常は黒鉛が使用されますが、出力(急速充電)を求めてハードカーボン、安全性を求めてチタン酸リチウム(LTO)が使用されることもあります。

ハイブリッド車に関しては、トヨタ車と日産車の電池は黒鉛系、ホンダ車はハードカーボン系、三菱車は黒鉛もしくはチタン酸リチウム系を使用していると思われます。ハードカーボン系、チタン酸リチウム系が耐久性も高く、基本的に電池のみの交換というパターンは少ないのではと思っています。

次世代電池

ハイブリッド車に特化したわけではなく、電気自動車を考えた場合にさまざまな電池が開発されています。特に「全固体電池」は最近聞くことが多くなったのではないでしょうか?(全個体電池との表記を見かけますが、個人的には意味がわかりません。)

液体を使用せず固体だけで電池を作ることで、高エネルギー密度・高出力密度・高安全性となると言われています。実用化まではもう少しかかると思いますが、期待される技術となります。

まとめ

技術者視点で電池について詳しく書いてみました。一口にハイブリッドといってもシステムも違えば、使用している電池もメーカーごとに異なります。

ハイブリッドに関する記事や、システムの違いに関してはこちらで書いています。

車を選ぶ時の参考にする人は少ないと思いますが、参考の一助になればと思います。

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