居住性追求もやはり"燃費"が良いインホイールモータ - SIM-Driveの第2号車

「世界最高のクルマができた」。インホイールモータ車を開発しているSIM-Drive社の取締役会長であり、福武グループの福武総一郎氏は、SIM-Driveが試作した先行開発車第2号SIM-WILをこう評価した。続いて清水浩代表取締役社長は、「東日本大震災を機にエネルギーの重要性と電気自動車の大切さを改めて実感した」と語った(図1)。

今回の第2号車は、乗り心地や居住性、加速感などを加味して実用性に近づけたことが1号車とは異なっている。1号車は航続距離を長くすることを主眼に置いていた。この方策の1つとして、空気抵抗を少なくすることも考慮に入れてデザインした結果、クルマの後方部を長くした。いわば空気の流れが後方で渦を作らせないためのデザインであった。2号車はクルマの後方も一般車と同様な構造にし、居住空間を確保することを主眼に入れた。「1300~1500ccのクルマの外形で高級車並みの居住空間を実現した」という。

表1で示すように、今回の2号車は多少性能を犠牲にしても居住性を改善し、一般的なクルマに近づけようという狙いがわかる。1号車と比べ、約1.4倍も大きな容量の電池を搭載することで、航続距離を長くしようとした。1号車は外形よりも航続距離を重視したが、2号車は居住性と一般車両の大きさにこだわった。クルマの幅はリーフに近づき、長さは逆に短いのにもかかわらず、小型車の外形サイズ(Bセグメント)で大型車(Eセグメント)に相当する車室空間を達成したという。

SIM-Driveの居住性の良さは、トランスミッション軸がないために床が室内に渡り一様に平らであることからもわかる(図2)。SIM-Driveのクルマの特長は2つある。1つは、トランスミッション軸を持たないインホイールモータ機構であること。つまり、車輪ごとにモータを取り付け回転させている。トランスミッションの軸がないため床を高くする必要はない。もう1つは、バッテリとインバータを設置する場所を決めモジュール方式(コンポーネント・ビルトイン方式)で、完全平床構造であることだ。このモジュール方式は乗用車だけではなくバスでも同様な構造を採る。ただし、モジュールの長さや広さは異なる。平床であるということは運転席から後部座席への移動が簡単であり、もちろん助手席への移動も可能だ。

この2号車は35.1kWhのバッテリで351kmの走行距離を実現した。ガソリン車の燃費に相当する、走行エネルギーの消費量は100Wh/kmとなる。これに充電器の効率を97%として交流電力量消費率、すなわち電気自動車の燃費のような数値を求めることができる。この交流電力量消費率97%は、SIM-Driveが充電器の効率に関するノウハウを持っていないため、日産リーフに使われた数字を流用した。97%の充電器の効率を加味すると、2号車の交流電力量消費率は103Wh/kmとなる。すなわち、リーフが1kmを走るのに必要なエネルギーは124Whであるのに対して、2号車は103Whですむという訳だ。同じ電池容量を使うとしてリーフと比べると、1.2倍の航続距離が得られることになる。1号車は95.8Whとさらに"燃費"は良い。

インホイールモータ車は機械的なトランスミッション部分がないためにエネルギー効率は一般の電気自動車よりも高い、と清水社長は述べる。2号車は居住性を重視することで、1号車よりもエネルギー消費量は若干悪くなったものの、居住性は改善された。それでも商用のリーフと比べて1.2倍の走行距離を実現できた。このことは、車体の形状を流体力学的に空気抵抗を減らす設計にこだわることなく居住性を重視したとしても、モータ1個のトランスミッション系電気自動車と比べるとエネルギー消費効率は1.2倍上がることをSIM-Driveは実証した。

2号車ではバッテリ容量を大きくしても居住性を確保できることも実証した。バッテリ容量を大きくすれば当然走行距離は伸びる。しかし、バッテリを増やすと居住空間は狭くなりやすい傾向がある。今回の2号車では居住空間を犠牲にすることなく5人分の座席も確保した。これはコンポーネントビルトイン方式のプラットフォームで平床構造だからこそ、居住性を確保できたのである。ただし、バッテリ容量を増やした分、コストは上昇したはず。量産によってどこまでバッテリコストを下げられるか、実用化する上で航続距離とコストとの最適化が求められるようになる。

2号車では将来のスマートハウスとの連携も加味して、家庭で使えるポータブルな充電器も開発した。クルマへの充電にはCHAdeMO仕様のプラグを用い、充電器からは家庭用の100V/200V電源コードにつなげるようにしている(図5)。