■概要■
EVからeモビリティへ! 世界中で進展著しい“移動の電動化”!!
・eモビリティに関連した国の政策や大学・企業の研究開発動向を紹介、未来の移動システムの在り方を提供!
・最新の研究開発動向から、よりよい交通システム実現の可能性を探る!
・CASE/MaaSの新潮流、AI/ICTと社会システム、WPT(走行中ワイヤレス給電)を利用した交通事業等を通して、未来のクルマ・交通システムを展望する!
【序論 100年後を見据えて-今後のモビリティと日本の生きる道】
・100年後のクルマ「モータ/キャパシタ/ワイヤレス」
・未来を拓くEVの「無限走行」
・日本の生きる道
【第1編 未来のモビリティ社会】
<1>社会システム
1.これからの電気自動車の発展
2.100年後のクルマ社会を考える-1920年、2020年、2120年
3.eモビリティと都市計画/都市交通のあり方
4.EVを受け入れる生活と身体
5.グリーンホロニズム構想
-持続可能なコミュニティとモビリティを目指して
6.Town eMotion:未来のまちとモビリティ
-地域共創型モビリティ開発と社会実装の実践
7.ラストワンマイルをつなぐインフレータブルモビリティ
8.カーボンゼロ時代に向けたモビリティサービスの可能性
9.カーボンニュートラルのために-電力に場所と時間の自由を
<2>自動運転
1.CASEへの対応-自動運転(A)と電動化(E)の関係
2.協調型モビリティの社会実装に向けた取り組み
<3>EV・小型モビリティ・社会システム
1.電動車の充放電とPHEVを13年使用して思うこと
2.電力ネットワークにおけるEV利用に向けた取り組み
3.電気自動車の魅力と課題
4.高齢者の生活移動を支える知能化モビリティ
5.持続可能社会の個人移動手段NNCコンセプトの紹介
6.超小型EVとその応用
<4>重量車・商用車
1.重量車の低炭素化に関する将来展望
2.重量車電動化の課題と対応技術
3.中国のEVバス・電池産業の現状と電池のリサイクル体制
4.東京R&DにおけるFCEV商用車の開発
5.Busworld2023とCES2025に見るEVの動向
【第2編 電動化戦略】
<1>走るレアメタル(自動車用レアメタル)の重要性について
・レアメタルに関する誤解の数々
・レアアースの鉱石の品位と廃棄物の問題
・NORM(自然起源放射性物質)
・レアアースを鉱石から生産する場合のNORMの処理について
・金属の生産に伴う環境破壊
・レアメタルをはじめとする非鉄金属のリサイクルの重要性
<2>経済安全保障の車載電池事業とグローバル競争力および日本の課題
・国内外の政策と法案および規制
・2024年12月に米ラスベガスで開催された車載電池の国際会議AABC
(Advanced Automotive Battery Conference)トピックス
・車載用リチウムイオン電池の市場シェア
・電動車の火災事故例と原因分析
・日本の電池産業政策の現状
<3>超低価格電気自動車(宏光MINI EV・五菱)分解から読み解く
電気自動車における低コスト化実現可能なパワーエレクト応用技術
・宏光MINI EVの概要
・三相インバータの概要
・三相インバータの分解
・三相インバータの特徴
<4>実機から読み解くEVパワーエレクトロニクスの技術進化と設計思想
・拡大するパワーエレクトロニクス
・世界のEV開発動向と世界の電子データ
・エレクトロニクス革新とスイッチング電源の進化
・EV開発動向
・トヨタ「MIRAI」の先進電源システム設計技術
<5>電動化拡大に向けた日産のe-PT開発戦略
・競争力向上の取り組み
・資源リスクに備えた取り組み
<6>交通安全環境研究所の業務-車の電動化と国際基準調和への対応
・自動車技術総合機構交通安全環境研究所について
・交通安全環境研究所における研究の位置づけ
・具体的な研究業務の例
・国際基準調和活動、特にGRPEにおける活動について
<7>自動運転のELS(I倫理的・法的・社会的課題)への取り組み
・ELSI/RRIの取り組み
・自動運転におけるELSI/RRI
・ELSIと技術課題
【第3編 電力系統と交通システム】
<1>電力系統
1.e-mobilityと再生可能エネルギー利用のセクターカップリング
2.ゼロエミッション電源の活用のための電力貯蔵と電気自動車
3.電力会社におけるエネルギー×モビリティ事業の取り組み
-エネルギーとモビリティの融合領域の事業開発
4.EVによる電力システムおよび電力小売り事業の安定化とその課題
5.再生可能エネルギーと電力市場を活用した
公共EV交通によるデマンドレスポンス
6.EVの電力システムへの貢献と価値
7.ヒューズ・半導体ハイブリッド直流遮断器の開発
<2>道路交通
1.もしかする未来の道路・街路交通マネジメント
2.低炭素化と施工の省力化へのコンクリート材料の役割
<3>鉄道
1.令和を迎えた日本の鉄道自動運転の意義と技術
2.電気で駆動するとは?-クルマと鉄道の対比から
3.鉄道と輸送力-超高頻度鉄道輸送とその関連分野の研究
4.中国における都市鉄道回生電力有効利用技術の進化
<4>航空機・ドローン
1.航空機電動化の動向および開発への取り組み
2.航空機電動化における電力システムの軽量性と信頼性の両立
3.電動航空機推進システムにおける超電導技術の導入
4.電動フライングモビリティの運動制御手法
【第4編 運動制御・モータ・パワエレ】
<1>運動制御
1.制御工学的世界観-線形制御の歴史から人の意思決定まで
2.東京大学の近年のEVの運動制御に関する研究
3.電動車で実現する4WDの理想前後駆動力配分
<2>モータ
1.高性能化技術の開発とE-Axleへの適用
2.高性能e-Axleの開発
3.インホイールモータ駆動方式の比較
-ダイレクトドライブvs.ギヤドライブ
4.機械式巻線切替モータ駆動システム
5.電動車主駆動機の技術動向
6.自動車駆動用巻線界磁モータ
7.自動車の電動化と鉄道の省エネを実現した
可変速モータ・電動航空機用高出力密度回転電機
8.磁気ギアの高速化技術を用いたEV用モータシステム
9.モータ分野におけるAI応用
<3>パワエレ
1.電気自動車の歴史-モータ・パワエレの視点から
2.EV用モータ・インバータに求められる今後の技術
3.EV充電器のパワエレ技術-急速・普通充電/オンボードチャージャ
4.燃料電池電気自動車の電力変換回路の制御と
スイッチトリラクタンスモータ駆動用回路・制御
5.効率99.9%を目指すHEECSインバータの基礎研究
【第5編 電池・キャパシタ】
<1>車載用蓄電システムの研究開発動向
・カーボンニュートラル社会における自動車電動化の意義
<2>EV/HEV用蓄電池のリビルド手法と実走行試験時の電池挙動
・ニッケル水素電池の動作原理
・交流インピーダンス法の原理
・使用済みニッケル水素電池の再生リビルド
・使用済みニッケル水素電池のハイブリッド車への再利用と実走行試験
<3>太陽光発電の高効率化と次世代キャパシタの開発
-オールウェザー・オールシーズン・オールロケーション
対システムの実現に向けて
・太陽光発電の課題
・キャパシタによる高効率エネルギー回収
・微弱光エネルギー回収型「2ウェイ蓄電システム」
・EDLCと新型キャパシタ(SRC)の比較
・ナノハイブリッド技術による革新的材料開発
・nano-Li3.2V0.8Si0.2O4(LVSiO)
カーボンコンポジット負極材料の構造最適化
・nano-Li3V2(PO4)3(LVP)正極のスケールアップと最適化
・SRCフルセルの構築とシステム実装試作
<4>導電性ダイヤモンド材料の電気二重層キャパシタへの応用
・BDDの電気化学特性
・BDDパウダーおよびホウ素ドープナノダイヤモンド
・BDDPの電気化学特性とEDLCへの応用
・BDNDの電気化学特性とEDLCへの応用
<5>プレドープ技術による
ハイブリッドスーパーキャパシタの進化と広がる用途
・電気自動車向けに発明されたハイブリッドスーパーキャパシタ(HSC)
・HSCの特性
・モビリティ市場に向けての取り組み
・応用事例紹介
・今後について
<6>リチウム化合物を用いたリチウムプレドープ技術による
リチウムイオンキャパシタおよびリチウムイオン電池への適用
・LiCの強みと課題
・リチウム化合物を用いたプレドープ技術について
・本プレドープ技術を用いたLiCの事業展開
・高容量型リチウムイオンキャパシタの紹介
・本プレドープ技術のリチウムイオン電池(LiB)への適用
・将来展望
<7>循環型社会に対応するEVの電池システム
・BaaSのコンセプト
・BaaS-EVの電池コスト低減効果
・BaaSの実装技術
<8>電動化に伴うバッテリーリサイクルの課題と日産の取り組み
・リチウムイオン電池リサイクルの社会的背景
・LiBリサイクル技術の概要
・正極ダイレクトリサイクルの価値と課題
・正極ダイレクトリサイクルの社会実装に向けた取り組み
【第6編 ワイヤレス給電】
<1>WPT動向
1.WPTが開く新しいElectromobilityと未来社会
2.世界のeモビリティ挑戦-WPTの周辺
3.ワイヤレスV2Gが拓く未来-EVが支える再生可能エネルギー社会
4.EVワイヤレス給電協議会の活動について
<2>WPT研究
1.ワイヤレス給電の基本理論
2.MHz帯WPTの最適設計および応用例
3.ワイヤレス給電システムの大電力化
【第7編 電化道路(走行中給電)】
<1>電化道路・社会システム・技術開発
1.WPT研究の移り変わりと走行中給電実現への歩み
2.国内におけるワイヤレス給電の展開シナリオ
3.ダイヘンにおける走行中給電システムの社会実装に向けた取り組み
4.走行中ワイヤレス給電システム(DWPT)の
最適配置戦略とEVインフラへの展開可能性
5.EVワイヤレス給電の未来をユースケースから考える
6.東京理科大学野田キャンパス99m区間に埋設した
走行中ワイヤレス給電用コイル41個の4年間に関する報告
<2>電化道路・舗装開発
1.非接触舗装の現況と道路の未来に向けて
2.次世代高速道路の目指す姿-高速道路会社における走行中給電の取組
3.DWPTの実現を目指した建設会社の取り組み
4.走行中給電用送電コイルの道路埋設
【第8編 教育と啓蒙-未来に向けて】
<1>アフターコロナ・ルネサンスをリードするeモビリティ社会への挑戦
-クルマの電動化戦略とパラダイムチェンジがキー
・歴史に学び、道に聞く
・クルマの歴史
・各国の環境対応戦略の推移と予測(1997〜2030年)
・どうする日本
・2020年〜2030年展望(新技術のインパクト大)
<2>SDGsと電気
・SDGs
・気候変動
・電気に係わるSDGs目標実現への筆者の提案
<3>国際共同研究の教育的意義
・次世代eモビリティ社会に向けた大学教育の要件
・電気自動車技術教育における国際共同モデルの提案
・OWHEELプロジェクトを通じた電気自動車技術における協働教育
・東京大学藤本研究室における国際共同教育の方針
・まとめ
・付録
<4>高いユーティリティーを持つEVを学術研究に提供
-将来の交通体系発展のために
・EV普及促進への取り組み
・次世代人材育成(EV関連)への取り組み
・森林火災への取り組み
<5>電動車両に対する自動車整備士教育
・専門学校の位置付けおよび自動車整備専門学校
・自動車技術の高度化への対応
・自動車整備士資格制度の改正と一種養成施設の対応
・電動車両の整備教育の今後
■監修者■
堀 洋一
東京理科大学 創域理工学部 教授
畑 勝裕
芝浦工業大学 工学部 准教授
横井 行雄
(元)京都大学 生存圏研究所 研究員