関連部品メーカーの技術に支えられたハイブリッドカー

　ハイブリッドカーの性能向上のカギを握るのはバッテリーです。サイズを大きくせずに、貯蔵できるエネルギーの量を増やすことができれば、より多くのエネルギーを回収できるため、システムの効率が向上します。また、バッテリーを小型化することができれば、クルマを軽くすることにつながりますし、浮いたスペースを居住空間や荷室スペースに振り分けることができます。バッテリーの性能向上がハイブリッドカーの価値を高めるのです。

　もちろん、その点を熟知した自動車メーカーは、専門分野から積極的に人材を引き入れ、バッテリーの開発に精力的に取り組んでいます。それでもやはり、『餅は餅屋』なのがバッテリーの世界。短時間に大きな電力の充放電を行なうだけでなく、それをランダムに繰り返す。しかも、過酷な使用条件にも耐えられるように設計し、繰り返し使用しても性能が低下しないよう、耐久性を確保しなければなりません。そんなバッテリーを開発し、製造するには、専門メーカーの技術力やノウハウが欠かせないのです。

　一方、新規マーケットを求める電池メーカーにとっても、ハイブリッドカーは魅力ある領域だと捉えています。業界の勢力図が確立されていないため、高性能なハイブリッドカー用バッテリーを他に先んじてリリースすれば、大きな見返りを受け取ることができるからです。クルマの性能向上のために高性能なバッテリーが欲しい自動車メーカーと、高性能なバッテリーを開発してマーケットの主導権を握りたい電池メーカー。両者の熱い思いがシナジー効果をもたらして、ハイブリッドカー用バッテリーの開発は活況を呈しています。

　そんな自動車メーカーとバッテリーメーカーは、互いに手を結ぶのがトレンドです。リソースを集中的に投下できるため、高い密度で、短い時間に成果を出すのが狙いです。自動車メーカーにとれば、「技術を囲い込む」意味もあるでしょう。例えばトヨタはパナソニックと組んで「パナソニックEVエナジー」を設立。ハイブリッドカーと電気自動車用のバッテリーを開発・製造（右図）しています。日産はNECと合弁で「オートモーティブ・エナジー・サプライ（AESC）」を設立し、独自のリチウムイオンバッテリーを開発しています。

　インサイトを皮切りに、ハイブリッド車の販売攻勢を強めるホンダは、2008年12月にGSユアサとリチウムイオンバッテリーの開発・製造を行なう合弁会社の設立に合意しました。そのGSユアサは、すでに三菱商事、三菱自動車と組んで合弁会社「リチウムエナジージャパン」を設立し、開発に取り組んでいます。09年2月にドイツのフォルクスワーゲンと電気自動車用駆動システムの共同開発を行なうと発表した東芝は、電気自動車とハイブリッドカーへの適用を目指し、新型電池を開発中。2015年度には売上高1000億円規模を目指しています。

　海外メーカーも参入の機会を虎視眈々と狙っています。アメリカのGMは09年1月、同社の電気自動車向けに韓国のLG化学からリチウムイオンバッテリーの独占供給を受けると発表。携帯電話用リチウムイオンバッテリーなどで実績のある中国のBYDは、傘下の自動車ブランドからプラグイン・ハイブリッドカーの量産モデルを発表しました（2008年）。もちろん、使用するリチウムイオンバッテリーは自社開発品です。ハイブリッドカー用バッテリーの開発は世界規模の戦国時代に突入したと言っていいでしょう。

　バッテリー開発はバッテリーメーカーだけでできるものではありません。バッテリーの正極（+極）の素材では、コバルト酸リチウム（現在では主流です）やマンガン酸リチウムなどが有力です。ここでも日本メーカーの競争力が高く、日亜化学、住友化学、旭化成などが開発を進めています。同じように負極側の素材、電解質の素材などでも日々技術は進歩しています。この分野は異業種からの参入が多いことも特徴です。

　「バッテリー」とともに、ハイブリッドシステムを構成する基幹部品が「モーター」と「パワーコントロールユニット」です。洗濯機も掃除機もそうですが、日常身の回りにあるモーターは、ものを動かす機能だけに徹し、一方向に規則正しく回っているものです。

　ところが、ハイブリッドカーに用いられるモーターは、クルマを前に押し出す力を発揮する一方で、減速時にはジェネレーター（発電機）として機能し、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する役割を担います。しかも、ドライバーの使用状況に合わせて、モーター機能と発電機能を瞬時に切り替えなければなりません。走行時の過酷な振動に耐える必要もあれば、極寒から酷暑までの幅広い温度領域に対応する必要があります。

　ハイブリッドカー用のバッテリーは、こうした基本性能をきちんと確保したうえで、効率の向上や小型・軽量化を推し進めなければならないのです。製品化のハードルが高いがゆえに、開発には専門メーカーが有する特殊な技術とノウハウが要求されます。

　モーターの実力を生かすのが、電力を制御するパワーコントロールユニット（PCU）の役割です。例えばブレーキを掛けた際、通常の自動車では機械式のブレーキが作動しますが、ハイブリッドカーの場合はモーター／ジェネレーターを使用した回生ブレーキと機械ブレーキが協調して作動します。この「協調」を制御するのがPCUの役割です。回生ブレーキを働かせてできるだけ多くのエネルギーを回収しつつ、ドライバーに違和感のないフィーリングを提供するのが開発のコツであり、難しさです。

　また、PCUの一部を構成するユニットに、「インバーター」があります。インバーターは、乾電池などで用いる直流電力を家庭用電源と同じ交流電力に変換する装置で、バッテリーに蓄えた直流電力を、モーター／ジェネレーターを駆動させる際は交流電力に変換。また、モーター／ジェネレーターで回生した際は、交流電力を直流電力に変換してバッテリーに送ります。専門メーカーの努力により、変換ロスは少なくなる一方。また、大幅な小型・軽量化が進んでいます。