自動車産業におけるワイヤレス充電の応用 (作家シリーズ Vol. 7)
電気自動車導入における最大の課題の1つは充電です。電気自動車の初期版は、移動可能距離があまりに短く、そのままスクラップ場に連れていかれるようなものばかりでした。一度に何時間も充電する必要があるだけでなく、短距離でしか使用できない自動車に高いお金を払いたいと思う人はもちろんいませんでした。最初の頃の電気自動車は長距離には全く向いていなかったのです。
時間の経過とともに、バッテリーの性能は格段に良くなっていき、移動可能距離だけでなくパフォーマンスも向上しました。そして徐々に消費者は質の高い電気自動車に興味を持ち始めましたが、依然として充電問題は存在しています。公共充電スペースはある程度行き渡っているとはいえ、充電は依然として世界中の電気自動車所有者にとって悩みの種なのです。ガソリンスタンドで数分間給油する他の自動車ほど便利ではありません。世界中の政府は、今後数十年にわたってディーゼル車とガソリン車の排除に取り組もうとしています。つまり、自動車のワイヤレス充電は、今後世界中の企業の目標になるはずです。今回の記事では、私たちの現在地はどこにあるのか、そして未来はどのようになるのかを見てみましょう。
自動車用のワイヤレス充電とは
簡単に言えば、ワイヤレス充電は、ケーブルを使用せずに電力をあるポイントから別のポイントに伝送することを指します。この背後にある概念は、相互誘導として知られています。基本的には、トランスの働きと同じです。コイルは交流磁気状態に保たれます。この状態は、コイルに交流電流が供給されることによって発生し、コイルのサイズは交流電流の周波数によって決められます。そして、電流がデバイス（この場合は自動車）側の別のコイルに渡されるという仕組みです。
この仕組みの背後にはより深い科学が存在しますが、基本的には、コイル間のスペースとコイルの巻数が、生成される電力の大きさに影響します。電気自動車のワイヤレス充電はこの原理で機能します。
他に方法はあるのか
容量性ワイヤレス充電は、上記の相互誘導ではなく、静電電力を転送します。電力は道路上のプレートを介して、車両の下側にある受信プレートに渡されます。道路の端にある充電ステーションは、この高周波AC電力を供給します。
ワイヤレス充電が自動車に使用できる仕組み
自動車を充電用スペースに駐車すると、バッテリーの充電が始まります。これは、現在主流である充電ポイントを見つけてケーブルで繋いで充電するよりもはるかに便利です。これは、ケーブルで繋ぐのではなく、電話をマットの上に置くだけでエネルギーが伝達されるという携帯電話のワイヤレス充電技術とほとんど同じように機能します。
電気自動車にはコイルが取り付けられており、地面に置かれた同様のコイルから誘導エネルギーを受け取ることができます。指定されたスペースに駐車している間は常に充電されるということです。このACエネルギーは、車に取り付けられたコンバーターを使用してDCに変換され、すぐに利用することができます。
これは、ケーブルを使用すること無く電気自動車に必要な電力を供給するための、エネルギー伝達の効率的な方法です。
自動車をワイヤレス充電するメリット
ワイヤレス充電には以下のような利点があります－
- かさばる充電ケーブルを持ち歩く必要がない
- 利便性
- 充電器がないためより安全
- 充電ケーブルのメンテナンス不要
- ケーブルシステムの汚れと水の侵入を軽減
ご存知のとおり、現在ほとんどの場所で電気自動車に電力を伝送しているケーブルは、多くの問題を引き起こしています。ケーブルが挿入されるソケットはメンテナンスが必要です。完全な状態でないと、怪我をするかもしれませんし、場合によっては死亡事故が発生する可能性もあります。
自動車をワイヤレス充電するデメリット
上記のように、ワイヤレス充電は車を充電するための優れた方法です。しかし、現状まだ以下のような欠点があるのも事実です－
- システムの設置は困難で費用がかかる
- 車両を正確に駐車する必要がある
正確な駐車ができないドライバーは世の中にたくさんいます。驚くほど下手な駐車動画をまとめるウェブサイトやソーシャルメディアページがあるくらいです。しかしワイヤレス充電となると面白いだけでは済みません、駐車の正確さが動力伝達を決定するからです。つまり車が適切な場所に駐車されなければ充電は行われないということです。
世界中数百万の場所でこのような充電ポイントを設置するコストは莫大になります。しかしインフラストラクチャへの投資は、世界が前進するために必要な部分であることは間違いありません。
未来はどうなる？
現状を打破して次のレベルに進むためには、計画者と製造業者が前向きな合意を行うことが必要不可欠です。この記事で説明したテクノロジーは、自動車の充電方法を一変させます。しかし、政府による計画と財政支援が必ず必要になります。充電プレートの設置は財政的に持続可能でなければなりません。環境への影響は良い方向です。自動車のワイヤレス充電はユーザーにとって便利でポジティブな変革となるのです。