人とくるまのテクノロジー展 2011:自動車メーカーの出展

トヨタがワゴンタイプのHEV プリウスαを、GMがPHEV Voltを展示

2011/06/14

要 約

 以下は、"人とくるまのテクノロジー展2011" での、自動車メーカーの出展概要である(自動車技術会主催で、2011年5月18~20日開催。各社ブースでの展示だけでなく、自動車技術会の企画展示への出展も含む)。



(プラグイン) ハイブリッド車:トヨタがプリウスαを展示し、GMがVoltを日本初披露

 トヨタは、2011年5月に発売した(東日本大震災の影響で約2週間遅れた)、HEVプリウスのワゴンモデル、プリウスαの3列シートモデルのカットモデルを展示。GMは、2010年12月に米国で発売した、PHEV Voltを日本初披露。同時にVoltの電気駆動システムの概要をパネル展示した。また、ホンダはPHEV の実証実験用車両を展示した。


プリウスαのセンターコンソールに収納されたリチウムイオン電池
プリウスαのセンターコンソールに収納されたリチウムイオン電池


日本で初披露されたVolt
日本で初披露されたVolt

(プラグイン) ハイブリッド車の展示概要

トヨタ プリウスα
(カットモデル)
 トヨタはHEVプリウスのワゴンモデル プリウスαを展示 (2列シートモデルと3列シートモデルがあり、展示は3列シートモデル)。3列シートモデルには、トヨタの量産車では初めてリチウムイオン電池が用いられている(センターコンソール内に搭載:注1)。リチウムイオン電池を採用することで、日本/欧州でニーズが大きかった3列シートモデルを販売できたとのこと(欧州ではこの3列シートモデルをベースとしたプリウス +(プラス)を2012年年央に、北米では2列シートモデルをベースとしたプリウス vを2011年夏後半に発売する予定)。
 プリウスαのハイブリッドシステムはプリウスと同じ「リダクション機構付THS II」を搭載。全長で155mm、全幅で30mm、全高で85mm、プリウスより拡大。燃費性能は31.0km/L(10/15モード)、26.2km/L(JC08モード):(注2)。
GM Volt  米国で2010年12月に発売された、PHEV Volt(注3)。EVモードによる航続距離は40~80kmで、1.4Lエンジンによる延長航続距離は約550km。EPA推定燃費は、電動走行時 92MPGe(注4)、ガソリン走行時37MPG。米国のVolt ユーザーの給油頻度は、平均走行距離1,600kmに1回。米国以外に、2011年後半より、カナダ、中国、欧州で発売予定。日本では実証走行は行うが、販売は未定。
 Voltの電動駆動システムVOLTECは、水冷式リチウムイオン電池(16kWh)、駆動用モーター(111kW)、モーター/発電機(55kW)、1.4L4気筒エンジン、遊星ギアからなる。Voltには以下の4つの走行モードがある。
1モーターEV走行  低速走行時には、駆動用モーターが駆動力を供給。
2モーターEV走行  高速走行時には、モーター/発電機が遊星ギア通じて駆動軸につながり、駆動用モーターと合わせて2つのモーターで走行する。
1モーター/エクステ
ンディドレンジ走行
 電池の残量が一定値を下回ると、エンジンがモーター/発電機を動かして発電を行い、電気を駆動用モーターに送る。同時に、電池にも電気を送り充電量を維持する。
2モーター/エクステ
ンディドレンジ走行
 1モーター/エクステンディドレンジ走行時に、高速走行等が必要なった場合、モーター/発電機が遊星ギアにつながり、モーター/発電機を介してエンジンの駆動力が駆動輪に伝わる(注5)。
ホンダ PHEV  中型セダン インスパイアをベースモデルにした実証実験用のPHEV。専用に開発した直列4気筒 2.0L アトキンソンサイクル i-VTECエンジンと2つのモーター(駆動/回生用と発電用)を搭載。モーターのみでの航続距離は25km(JC08モードによるホンダ測定)。ブルーエナジー製のリチウムイオン電池(6kWh)を搭載。
(注) 1. プリウスαの2列モデルにはニッケル水素電池が用いられ、車体後部に搭載されている。
2. 3代目 プリウスの燃費性能は38.0km/L (10/15モード)、32.6km/L(JC08モード)。
3. GMはVoltをハイブリッドカーではなく、Extended Range EV (航続距離延長型電気自動車)と呼んでいる。
4. MPGe (Miles per Gallon equivalent) は33.7kWhの電動エネルギーをガソリン1ガロンと見なして測定した燃費。
5. Voltは駆動用モーターによって駆動力を得ているため、エンジンのみでは動くことが出来ない。そのため2モーター/エクステンディッドレンジ走行でもエンジンの動力は駆動と発電の両方に使用されている。

 



EV:日産 がセダンEV Leaf、三菱 が軽商用車EV Minicab-MiEVを展示

 日産は、日米欧で発売中のセダンタイプのEV Leafを展示し、三菱自動車は2011年内に発売予定の軽商用車のEV Minicab-MiEVを展示した。また、トヨタはiQをベースとしたEVの試作車を、BMWは実証試験に用いているMini Eを企画展にて展示した。


2011年内に発売予定の三菱 軽商用車 EV Minicab-MiEV
2011年内に発売予定の三菱 軽商用車 EV Minicab-MiEV


トヨタのiQベースの試作EV
トヨタのiQベースの試作EV

EVの展示概要

日産 Leaf  日産が2010年12月に日本/米国で発売した、EV Leaf (欧州では2011年から順次発売)。バッテリーは容量24kWh、最高出力90kW以上のリチウムイオン電池を搭載し、モーターは三相交流同期モーター(最高出力80kW、最大トルク280Nm)を搭載。2011年5月までの販売台数は、日本で5,069台、米国で2,186台。充電口がフロントグリルにあるのは、世界販売を考え、各国の家庭での駐車状況を調査の上、決定したとのこと。
三菱 Minicab-MiEV  2011年内発売予定の軽商用車 MinicabのEV版、Minicab-MiEV。積載量は、ガソリン車と同じ350kg(2名乗車時)を確保。リチウムイオン電池の容量を10.5kWhと16.0kWhの2種類用意(航続距離はそれぞれ約100kmと約150km)。(補助金を差し引いた) 実質的な購入価格は10,5kWh仕様で約170万円、16.0kWh仕様で約205万円の予定(ガソリン車Minicabの同等車は92.6万円)。
トヨタ iQベースの
試作EV
(カットモデル)
 小型乗用車iQをベースとしたEVの試作車。トヨタが計測した日本仕様車の主要諸元は以下の通り。航続距離:105km(JC08モード)。永久磁石同期モーター:最高出力47kW、最大トルク163Nm。リチウムイオン電池:容量約11kWh。トヨタはEVを近距離用として開発/普及を進めていく予定。iQベースのEVを2012年に日米欧に投入予定。
BMW MINI E  BMWの都市利用向けEV Megacity Vehicleのコンセプト車。車体後部は電池が占め、運転席と助手席のみの2シータ-。通常の走行条件下での航続距離は168km(BMW計測)。空冷式のリチウムイオン電池(容量35kWh)を備える。 日本では2011年3月より実証実験を行っている。 BMWは環境対応車用のサブブランドBMW i を2011年2月に発表、Megacity Vehicleと呼ばれていたEVはBMW i3として2013年より発売される。
(参考)
Th!nk
City  ノルウェーの新興EVメーカー Th!nk社の全長3142mmの小型四人乗りEV City。 最高速度は110km/hで、航続距離は160km(ECE-R101)。バッテリーは、同社の筆頭株主Ener1社の100%子会社米EnerDel社のリチウムイオン電池(容量23kWh)。日本では伊藤忠商事が独占販売権を得ている。
(注) 1. Minicab-MiEVの性能値は、三菱自動車の発売前の計画値。
2. Th!nkのCityは伊藤忠商事が協業している東京R&D社のブースで展示された。

 



トヨタとホンダの初の量産車向けリチウムイオン電池

 トヨタは、プリウスαの3列シートモデルに搭載している、初の量産車向けリチウムイオン電池を展示。ホンダは、米国で2011年4月発売のCivic Hybridに搭載のリチウムイオン電池を展示(ホンダの量産車で初めて)。


トヨタの初の量産車向けリチウムイオン電池
トヨタの初の量産車向けリチウムイオン電池(プリウスα 3列シートモデル向け)


ホンダの初の量産車向けリチウムイオン電池
ホンダの初の量産車向けリチウムイオン電池(2012 MY Civic Hybrid向け:ブルーエナジー製)

展示されたリチウムイオン電池の概要

トヨタ  プリウスαの3列シートモデルに搭載されているリチウムイオン電池。3列目を設定するために新開発され、センターコンソールに収納されている。セル数は56個で、容量は5Ah(1時間率容量)。現在のところ、月産は1,000台分。ニッケル水素電池に比べて、量産技術で課題があるとのこと。
ホンダ  2011年4月に米国で発売されたシビックHEVに、ホンダで初めて搭載されているリチウムイオン電池。従来のニッケル水素電池と比べて、出力を33%増加しながらも、体積は36%、重量は29%減少させた。GSユアサとの合弁会社ブルーエナジー製。

ホンダ Civic Hybrid向け二次電池の比較

  2006 MY Civic Hybrid
ニッケル水素電池(米国仕様)
2012 MY Civic Hybrid
リチウムイオン電池(米国仕様)
電圧 158V 144V
出力 15kW 20kW
体積 25L 16L
重量 31kg 22kg
セル 円筒形セル132個 (1.2V/cell) 角形セル40個 (3.6V/cell)

資料:ホンダの展示パネルより作成

 



新型エンジン:マツダが新世代技術スカイアクティブ・ガソリンエンジンを展示

 マツダは、2011年6月にマイナーチェンジされるデミオに搭載予定の、圧縮比14.0を実現した直噴ガソリンエンジン"SKYACTIV-G 1.3"を展示。スズキとダイハツは軽乗用車向けの新型エンジンを展示。


圧縮比14.0 を実現したSKYACTIVE-G 1.3 エンジン
圧縮比14.0 を実現したSKYACTIV-G 1.3 エンジン(2011年6月にマイナーチェンジされるデミオに搭載)

展示された新型エンジンの概要

マツダ スカイアクティブ
ガソリンエンジン
 マツダが進める、新世代技術群スカイアクティブ第一弾の直列4気筒 直噴1.3Lガソリンエンジン "SKYACTIV-G 1.3"。2011年6月30日発売にマイナーチェンジされるデミオに搭載される。 "SKYACTIV-G 1.3" 搭載のデミオの燃費性能は30.0km/L(10・15モード)。
 "SKYACTIV-G 1.3" の最高出力は62kW(84PS)/5,400rpm、最大トルクは112Nm/4,000rpm。自動車用ガソリンエンジンで世界で初めて(マツダ調べ)、圧縮比14.0を実現し、従来エンジン比で約15%の燃費・中低速でのトルクの改善を図った。圧縮比を高めると、ノッキング(異常燃焼)が生じやすくなるが、エグゾーストマニホールドを長くし燃焼室内の残留排気を少なくすること、マルチホールインジェクターとキャビティ(くぼみ)付ピストンを採用し燃焼効率を高めることでノッキングが起きないようにした。
 スカイアクティブは、マツダの新世代技術の総称で、「走る歓び」と「優れた環境・安全性能」の調和をイメージして開発された。ガソリンエンジンだけでなく、ディーゼルエンジン、AT、MT、プラットフォーム(車体/足回り)が新たに開発された。2012年前半に発売される、新型SUV CX-5にプラットフォーム、変速機を含めたスカイアクティブが全面的に採用される予定。
スズキ 新型R06A型
エンジン
 2011年1月発売のMRワゴンに搭載されている、新開発のR06A型エンジン。軽自動車初(注1)の吸排気VVT(Variable Valve Timing:可変バルブタイミング機構)を、自然吸気エンジンに採用。クランクシャフトなどエンジン可動部品を中心に軽量化を図り、従来エンジンに比べて、自然吸気エンジンで1.5kg(53.4kgから51.9kg)、ターボエンジンで4.5kg(60.2kgから55.7kg)軽量化(660ccクラスで最軽量:注1)。
 自然吸気 吸排気VVTエンジンの最高出力は40kW/6,500rpm、最大トルクは63Nm/4,000 rpmで、アイドリングストップ付2WD車の燃費は27.0km/L(10/15モード)。ターボ 吸気VVTエンジンの最高出力は47kW/6,000rpm、最大トルクは95Nm/3,000 rpmで、ターボ 2WD車の燃費は22.5km/L(10/15モード)。
ダイハツ 第2世代
KFエンジン
 2010年12月発売の新型Move搭載の 直列3気筒 DOHC 660cc エンジン。最高出力は38kW/7,200rpm、最大トルク60Nm/4,000rpm。アイドリングストップ付2WD車の燃費は27.0km/L(10/15モード)。
i-EGRシステム
(世界初:注2)
 EGR(Exhaust Gas Recirculation=排出ガス再循環装置)量を精密に制御することができる「イオン電流燃焼制御」をEGRシステムに組み合わせることで、燃料室内に流れるEGR量を増やし、ポンピングロスを低減。
樹脂製電子制御
スロットルボディ
(日本初:注2)
 エンジンの吸気量を調整するスロットルボディを樹脂製にすることにより軽量化を図った。また、電子制御でCVTと協調制御を図ることにより、運転状況に応じたスロットルの制御を図り最も燃費の良い状態を実現する。
ウォータージャケット
スペーサー
(軽初:注2)
 シリンダーブロックのウォータージャケット(冷却水の経路)内に、ウォータージャケットスペーサーを入れ、冷却水の流路を最適化した。これにより、シンリンダーボア内の温度分布が最適化され、メカニカルロスが低減される。
(注) 1. スズキ調べ(2011年5月現在)。
2. ダイハツ調べ(2010年12月現在)。

 



富士重工:小型FRスポーツカーの技術モデル「ボクサー スポーツカー アーキテクチャー」を展示

 富士重工は、トヨタと共同開発中で2012年春発売予定の、小型FRスポーツカーの技術モデル「ボクサー スポーツカー アーキテクチャー」を展示した。


「ボクサー スポーツカー アーキテクチャー」
2012年春発売予定の、小型FRスポーツカーの技術モデル「ボクサー スポーツカー アーキテクチャー」

富士重工の次期FR車技術モデル「ボクサー スポーツカー アーキテクチャー」

 エンジンの配置を低くして低重心化を図り、フロント/リアオーバーハングの短縮、ホイールベースも短縮し(2,570mm)車体重心近くにエンジンを配置できるようにしている。これによりドライバーが意のままに操ることができるハンドリング性能の実現を狙う。全長/全幅/全高;4,200/1,770/1,270(mm)。

 



商用車メーカー:日野が新型ハイブリッドシステム、UDトラックスがエンジン生産ライン用の無人搬送車を展示

 日野は、2011年に販売予定のハイブリッドトラックの新しいハイブリッドシステムを展示。同型のディーゼル車に比べて、市街地配送などで1.5倍の燃費性能が得られる。いすゞとUDトラックスは,ポスト新長期排出ガス規制対応の中型エンジンを展示。

 また、UDトラックスは上尾工場の新しいエンジン生産ラインに用いている、エンジン搬送用の無人搬送車(AGV) を展示した。


日野 ハイブリッド用電池
日野の新しいハイブリッドシステムの車載用二次電池(トヨタから調達)


UDトラックスAGV
エンジン生産ライン用のAGV (Automated Guided Vehicle; 無人搬送台車)

日野の新型ハイブリッドシステムの概要

 2011年夏に発売予定のハイブリッドトラックに搭載される、新型ハイブリッドシステム。従来のシステムではモーターはエンジンに直結されていたが、新システムではクラッチを介して(ハイブリッド専用の)エンジンとつながる。これにより、エンジンを切り離しモーターのみの走行が可能になり、減速時の回生効率も上昇した。
 日野社内の評価結果によれば、都市内集配・市街地配送などで同型ディーゼルエンジン車に比べて燃費性能は1.5倍。また、従来はMTを利用していたが、専用のAMTを開発し、①電子制御を行うことでドライバーによる燃費のばらつきも押さえることが可能になり、②イージードライブ化を実現できた。また、コスト面でもニッケル水素電池をトヨタから調達することや、構造の簡素化等によって、従来のハイブリッドユニットからコスト低減を図った。

いすゞ/UDトラックス:ポスト新長期排出ガス規制適合 中型エンジンの概要

いすゞ 4HK1-TC
エンジン
 ポスト新長期排出ガス規制(平成21・22年排出ガス規制)に適合した 直列4気筒 5.2Lエンジン。中型トラックのFORWARDシリーズに搭載されている。新開発の2ステージターボと大容量EGRクーラーの採用により、NOxの減少と高トルクを実現。これにより、尿素などのNOx除去触媒を使わずに排出ガス規制に適合。超高圧コモンレールとインジェクターを採用して、燃料状態の均一化を図り、PMの低減を図りながら、出力アップを実現。
 4HK1-TCH エンジン (最高出力177kW(240PS)/2600rpm、最大トルク 706N・m(72kg・m)/1600rpm)と、4HK1-TCSエンジン (最高出力 154kW(210PS)/2600rpm、最大トルク 637N・m(65kg・m)/1600rpm) の2種類がラインナップされている。
UDトラックス GH7エンジン  UDトラックスが開発し、ボルボグループがグローバル採用する、排気量7Lの新型中型エンジン。UDトラックスの開発陣にボルボグループのメンバーが途中から参画して開発。一部に、ボルボグループで採用している部品を使っているとのこと。UDトラックスでは、日本で2010年央発売のコンドルPKに搭載され、中型クラスのトラックに展開予定。米国でも2010年秋に発売されるトラックに搭載。
 最高出力180kW(2,500rpm)のGH7TAエンジンと同206kW(2,500rpm)のGH7TBエンジンが用意されている。最大噴射圧力200MPaのコモンレール、高加給タイプの可変 ノズル ターボ-チャージャーを採用し燃費性能を高めた。また、Noxを分解する尿素SCRシステムと、PMを低減するUDPC(UD パティキュレートクリーニング)を装備して、平成21年排出ガス規制(ポスト新長期)へ適合。

UDトラックス:エンジン生産ライン用のAGV (Automated Guided Vehicle; 無人搬送台車)の概要

 AGV(無人搬送台車)は、エンジンの組立てラインでエンジンをベルトコンベヤーの代わりに搬送する台車。ベルトコンベヤーを無くしたことで工場内の床面をフラット化することができ、工場内での人の行き来がしやすくなったという。また、AGV上で、エンジンは高さや向きを変えることができ、部品取り付け時の作業者の身体的な負担が大きく減少。
 このAGVはボルボグループ各社で利用されているが、UDトラックスでは、移動しながら床面から非接触で充電できる機能を追加した(他のボルボグループの工場では工程ごとに停止している)。このAGVを利用した、上尾工場の新しいエンジン組立てライン(2010年6月生産開始)では、ボルボグループのシステムを利用した製造品質を監視するポカヨケ・トレーサビリティーシステムなどの導入を含めて、従来比30%の生産性アップが図られた。

                     <自動車産業ポータル、マークラインズ>