実はテスラも認めてる？電気自動車は冬が苦手で雪国で乗るには不安なワケ

カーボンフリーの実現に向け、世界の自動車メーカー各社はEV化に舵を切っています。欧米や中国市場を中心に年々シェアを伸ばすEVですが、充電スポットの拡充をはじめ、ガソリン車に変わる「スタンダード」となるにはクリアしなければならない課題もあるでしょう。

そうした課題の1つとして、「冬期の航続距離」という問題が指摘されています。端的にいえば、「EVは冬場にバッテリーの持ちが悪くなりやすい」ということですが、一体なぜこのようなことが起きるのでしょうか。

冬場に生じやすいバッテリーの「性能低下」と「負荷増大」

「EVのバッテリーが冬に弱い」というのは単なる噂や憶測ではなく、自動車メーカーからもアナウンスされている事柄です。テスラはホームページ上で、航続距離に影響を及ぼす要因として「寒冷な気候」を挙げ、次のように説明しています。

When temperature drops, range can decrease due to extra energy demands on the battery. Cold batteries use more energy to maintain optimal operating temperature. Cold weather also limits regenerative braking capability.
（気温が下がると、バッテリーに対するエネルギー需要が増えることにより、航続距離は減少する可能性があります。冷たいバッテリーは適切な作動温度を保つためにより多くのエネルギーを必要とし、冷たい気候によって回生ブレーキの能力も制限されます。）

Tesla“Range Tips”

ここから、EVが冬を苦手とする要因として、「冬はバッテリーの使用量が多い」こと、さらに「低気温ではバッテリーの性能を維持しにくい」ことが読み取れるでしょう。

ヒーター利用によるバッテリー負荷

ガソリン車の場合でも、冷暖房を使用する夏と冬には燃費が落ちやすいことが知られています。ただし、暖房の場合にはエンジンの熱エネルギーを利用することにより、燃料や電力の消費を抑えながら車内を暖めることが可能です。

これに対し、エンジンのないEVの場合には、駆動用バッテリーのエネルギーを使ってヒーターを作動させるため、負荷が大きくなる傾向にあります。

非営利団体としてEV車両の各種データを公開している「EV Database」は、通常の気候（23℃でエアコン不使用）と寒冷地の気候（-10℃でヒーター利用）とで各車の消費電力や航続距離を比較したデータを掲載しています。

それによれば、たとえばテスラ モデル3の市街地走行における消費電力は、通常時で「1kmあたり104Wh」であるのに対し、寒冷地では「1kmあたり161Wh」であり、およそ1.5倍の消費量です。

電力消費量の増大により、寒冷地における航続距離は短くなり、通常時の「550km」（市街地走行の場合）に対し、「355km」と、約35％の低下が見られます。

（出典：EV Database“Tesla Model 3 price and specifications”）

もちろんこれはモデル3に限った数字ではなく、メーカーや車種を問わず、寒冷地での航続距離は概ね30％～40％低下するデータが示されています。

「冷えたバッテリー」は本来の性能を発揮できない

現在のEV車に採用されているリチウムイオンバッテリーにとって、理想的な作動温度は20℃～25℃とされる一方で、氷点下の温度においては電圧が低下する性質があります。寒冷環境下での性能低下を防ぐため、バッテリー自体の温度を保つ「バッテリーヒーター」という機能を備えた車種も存在します。

ヒーターを用いることでバッテリーの性能を引き出せるようになりますが、バッテリーを暖めることにも電力を消費しますので、やはり温暖な時期に比べると航続距離は減少することになるでしょう。

さらに、冷えたバッテリーは充電能力にも影響を及ぼします。充電に時間がかかったり、フル充電しても通常時より容量が減少したりといった状況が考えられます。

以上に見たような冬期におけるバッテリーの性能低下は、EV普及に向けた課題として捉えられています。まず懸念されるのは、大雪の際、何時間もの立ち往生を余儀なくされ、電欠状態に陥るリスクです。

その他、充電時間の長さや充電回数の増加が、充電スポットの少ない地域での混乱につながる可能性なども指摘されています。

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冬場にEVの航続距離をキープするには

テスラの公式ページにおいては、冬場にEVのバッテリーを効率よく使ううえで、「ヒーターを無駄なく使うこと」と、「積極的に充電し、バッテリーをなるべく暖めること」が有効だとされています。

車内で体を温める際、ヒーターの温度を上げるよりも有効なのが、シートヒーターを利用することです。室内においてもコタツや電気カーペットなど、よりダイレクトな形で体を温める暖房器具は、部屋全体を暖めるエアコンよりも電力消費を抑えられる傾向にあります。

同様に、体を直接温めるシートヒーターは高効率な暖房器具であるため、上述のテスラ公式ページでも積極的な利用が推奨されています。

次に、冬場には可能な限り積極的に充電することが重要だとされています。こまめな充電により電欠状態を防ぐことはもちろんですが、充電時に発生する熱がバッテリーを暖め、性能を発揮しやすくしておく効果も見込めるのです。

寒冷時における性能低下は、メーカー側にとっても大きな課題とされており、空調システムの効率化など企業努力が図られています。さらに、熱の変化による影響を受けにくい全固体電池の実用化に向け、世界的な技術競争が展開されるなど、バッテリーそのものの技術革新も期待されている状況です。

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