彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え(戦国時代の井伊
軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと)と兜(かぶ
と)を合体させて生まれたキャラクタ。
【季語と短歌:1月19日】
✳️ BYDが狙うEV充電3分、電圧1000V以上で「給油並み」に
1月19日、中国・比亜迪(BYD)グループが新たな急速充電技術を開し
ている。電圧を高めることで、車載バッテリーをフル充電するまでにかか
る時間を約3分と、ガソリン車の給油時間並みに減らす。充電時間が長い
という電気自動車(EV)の積年の課題を解決し、EVの普及を図る。
BYDグループは5年間容量の減らないバッテリーを開発中だ(出所:日経
クロステック)
✳️ 群れで「仮想発電所」を構築する未来
電気自動車の双方向充電を日産が先導(CNET Japan)
電気自動車はもはやエコな交通手段というだけではない。家庭用のバッテ
リーとしても機能する可能性がある( 【画像】「EVの双方向充電」の先駆
者となった日本車とは 」)。電気自動車の普及は緩やかだが、技術の進化
は、『デジタル革命渦論』、『ディープラーニング』(NHK技研)、『
QRコード革命』、『ネオコンバーテック』と絡み急速に成長。2024年第
3四半期時点で、米国での軽車両(米国の基準ではテスラ モデルYなども該
当)の販売台数のうちEVが占める割合はわずか9%にに過ぎなかったが、
その割合は急速に増加、米再生可能エネルギー研究所(NREL)は、2030
年までに米国で3000万台から4200万台のEVが普及すると予測。
2030 National Charging Network レポートは、新しい概念を作成 インフォグラフィックに収め
られた全国的なEV充電ネットワークの計画を導くモデル 上。NRELによる画像
こうした進化は、単にガソリン代を節約したり、二酸化炭素排出量を削減
したりする以上の意味を持つ。EVの次なるフロンティアは双方向充電技術
にある。この技術を使えば、車の大容量バッテリーを停電時に家庭のバッ
クアップ電源として活用できる。フォード、GM、ボルボ、テスラ(サイ
バートラックのみ)といったメーカーがすでに一部のモデルでこの双方向
充電に対応しており、2025年や2026年までには多くのメーカーが同機能を
搭載するとみられる。EVメーカーが双方向充電技術を採用する動きが進む
中、この技術はテスラの「パワーウォール」のような家庭用バッテリーバ
ックアップの代替となる可能性がある。太陽光発電バッテリーは必要なとき
にバックアップ電力を提供するが、設置には数千ドルがかかり、使い道も
限定されている。それに対し、双方向充電は移動手段としての役割に加え
て、ガレージに停めている間にもEVを活用できるという一石二鳥のソリュ
ーションを提供する。
「双方向充電技術は今後さらに普及し、2025年はその技術が転換点を迎え
る年になるでしょう」と、複数入居者向け建物にEV充電ソリューションを
提供するSwtch社のセールスエンジニアリングディレクター、トーマス・
マーティン氏は言う。
CNETは自動車メーカーの専門家やこの技術を研究する研究者に取材し、
家庭と車の接続の未来について掘り下げた。この技術は本当に独立した家
庭用バックアップバッテリーに取って代わるのだろうか。
◾2025年の双方向充電はどうなっていくか
2025年の双方向充電は、主要な自動車メーカーが自社EVに導入することで、
また、この技術がEVの中でもまだ限られたものから主流になるためには、
どのような課題を克服しなければならないのだろうか。 2025年の双方向充
電は、主要な自動車メーカーが自社EVに導入することで、さらなる普及が
期待されている。メーカー各社は、家庭向けの車両充電、いわゆる「V2H
」だけでなく、あらゆる用途に対応する双方向充電充電、つまり「V2X」
への移行を進めるだろう。
「GMのような企業が2026年までに全車両でV2X技術を展開する計画を立
てていることから、V2X対応の車両数は急速に増えるだろう」と、Swtch社
のトーマス・マーティン氏と話す。この進展は、V2Xが普及フェーズに入
ることを後押しするだろう。ここでは、ユーザーがV2Xを使うかや技術的
な能力だけが重要なわけではない。「商用車両群」と「家庭のエネルギー
管理」という2つの大きなトレンドが注目されるだろう。 商用車両群にお
けるV2Gの重要性が高まる未来が見えてきた。
◾商用車両群におけるV2Gの重要性が高まる未来
タクシーなどの商用車両群の所有者にとって、双方向充電の未来は一般消
費者とは異なる。たとえば、UPSがトラック向けに車両から電力網へ電力
を供給する「V2G」システムを採用している事例がある。オークリッジ国
立研究所の研究スタッフであるオマー・オナール氏によれば、UPSが使用
するシステムはワイヤレスで充電しながら電力を送電網に戻すことが可能
だという。 このようなマイクログリッドの仕組みは、学校のバス、教会、
レンタカー会社、運送会社、公共交通機関など、大規模な商用車両群を運
営するどの組織にも技術的に適用できる。こうした大規模な商用車両群は、
管理が容易でスケジュールが予測可能であるため、V2Gプログラムにおい
て特に価値があるとされている。 家庭用電力管理システムが必要不可欠だ
ボルボ・カーズ・エナジー・ソリューションの責任者であるアレクサンダー・
ペトロフスキー氏は、顧客がEVの充電と放電を最適化するアルゴリズムを
備えたエネルギー管理システムを必要とすると考えている。このシステム
は家庭での消費量や電力価格に応じてEVの充放電を自動的に調整すること
が求められる。
このような仲裁機能はすでにSolarEdgeのホームバッテリーや、「Tesla
Powerwall 3」のような家庭用バッテリーに搭載されているが、車両メー
カーやEcoFlow、Savant、Jackery、Bluettiのような企業も同様の技術開
発に参入している。
車両側では、フォードがSunrunやBGEと提携して、同社初のEVピックア
ップトラック「F-150ライトニング」のパイロットプログラムを実施して
いる。
同プログラムでは、家庭への電力供給や電力網へのエネルギー供給が可能
だと実証した。GMもまた、同様の蓄電システム「GMエナジー・パワーバ
ンク」を展開している。同システムには、停電時にEVから家庭に電力を供
給したり、ピーク時の電力料金を抑える家庭用電力管理システムが含まれ
ている。
◾仮想発電所の構築に必要なこと
仮想発電所(VPP)の実現には、いくつかの追加要素が必要になる。車両
と家庭用インバーターを仮想発電所プログラムに接続する必要があり、こ
のシステムはVPPや電力会社によって維持管理される必要があるが、それ
は思ったほど簡単なことではない。 (編集部注:仮想発電所とは、分散さ
れた多数のEVの蓄電池がネットワークで繋がり仮想的な発電所を構築する
もの)
さらに、すべての家庭用充電器を設定してインターネットに接続する必
要がある。これにより、VPPは、充電が十分にある車両がその時点でどれ
だけ接続されているかを推測できるようになる。たとえば、充電残量が5~
10%しかない車両からはエネルギーを取り出すことができない。そのよう
な車両はまず充電を行う必要があり、オーナーが引き続き使用できる状態
を維持することが求められる。
さらにマーティン氏によると、VPP(仮想発電所)や電力網サービスが大
きな成功を収めるには、市場規模の拡大が必要だという。システムを導入
する人が増え、接続される車両の数が増加すれば、予測
がより容易になり、安定性や効果が向上するという理由。
◾CES 2025での新たな動向
CES 2025では、スマートエネルギー管理システムが大きな注目を集めた。
EcoFlowは「Oasis」というAI駆動の家庭用エネルギー管理システムを発
表した。同システムは既存のEcoFlow製品や家庭全体のバックアップ電力
ソリューションと連携する。AI、予測分析、自動化を組み合わせて家庭の
電力需要を管理し、家庭用の太陽光発電システムとも連携できる。将来の
エネルギー需要や太陽光発電量、電気料金や天候パターンを考慮して、電
力使用を調整できる。
Savantもまた、新しい「Smart Budget」電力パネルを発表した。同パネ
ルは既存の電力配電盤に追加できる電力モジュールで構成され、付属のソ
フトウェアは家庭のエネルギー使用量を調整し、需要が容量を超えないよ
うにする。優先順位をつけて電力を利用し、リアルタイムの消費量を監視
し、必要に応じて負荷を減らし、使用量をバランスさせてくれる。
Bluettiもスマートエネルギー管理システムと新製品を発表した。同社の
「EnergyPro 6K」は、小規模から中規模の住宅向けのバックアップ電源と
して設計されている。既存の屋根設置型ソーラーシステムと統合できるほ
か、AT1スマート配電ボックスと組み合わせることで双方向EV充電や発電
機充電もサポートする。 最後に、Jackeryの「HomePower EnergySystem」
は今年後半に発売予定だ。このシステムはモジュール式で、7.7キロワット
時から15.4キロワット時まで積み重ねて拡張可能だ。バッテリーユニット、
ハイブリッドインバーター、負荷を管理するハブで構成され、EV充電器や
バックアップ発電機、既存の家庭用ソーラーシステムに簡単に統合できる
よう設計されている。
✅ EVの双方向充電は家庭用バッテリーを代替するか
「私は家庭用バッテリーを持ったことがない」と語るのは、フォードでエ
ネルギーサービスとV2G事業を担当するライアン・オゴーマン氏。「私が
持っているのは『F-150ライトニング』(フォード初のEVピックアップト
ラック)だけです。2024年の夏、ミシガンで非常に激しい嵐があり、私の
地域では木々や電線が倒れ、3日間も停電しました。でも、私は問題あり
ませんでした。その間ずっとトラックの電力で生活し、電力が復旧したと
きには約100マイル分の充電が残っていました」 平均的なEV所有者は、
車をバッテリー代わりに使用した場合のエネルギー消費をほとんど感じな
いだろう。「車両が接続されているとき、車両から15~30マイル分(2
5km〜50km)の電力を取っても、ドライバーにとってほとんど支障がな
い」とオゴーマン氏は説明する。「車両によるが、1時間以内で減った分
の電力を充電で取り戻せる」 しかし、取材に応じた専門家の全員が、EV
の双方向充電が完全に家庭用バッテリーを置き換えるとは考えていない。
「もしあなたが人里離れた場所に住んでいて、長期間のエネルギーバック
アップが必要であれば、家庭用バッテリーシステムを購入する方が経済的
だ」とSwtch社のトーマス・マーティン氏は指摘する。「家庭用バッテリー
はより多くのエネルギーを蓄えられる可能性が高く、長期間の停電中でも
移動の必要がある場合に問題が生じにくいためだ」 「私たちは、どちら
か一方の選択肢とは見ていない」と語るのは、電力業界に独立かつ客観的
な専門知識を提供する研究所のシニアプロジェクトマネージャーであるベ
ン・クラリン氏。
「どちらも停電時に人々を支援できる」──。
クラリン氏は、双向充電が家庭用バッテリーシステムと共存する余地があ
ると考えており、テスラのパワーウォールのようなシステムが双方向充電
によって完全に置き換えられる可能性は低いと述べた。
また、クラリン氏は、EVの双方向充電が家庭用バッテリーの導入が実現困
難なケース、例えば多世帯住宅のような場所で有効に機能する可能性があ
ると指摘する。多世帯住宅では、スペースやコストの問題から個別のバッ
テリーバックアップを導入することが難しいからだ。
✅ 双方向充電の現状
双方向充電はその名の通り、車両に蓄えられた直流(DC)エネルギーを交
流(AC)電気に変換し、それを自宅や電力網に供給するプロセスだ。これ
は、従来の一方向型のEV充電プロセスとは逆の仕組みも備える。通常のプ
ロセスでは、壁のコンセントからEV充電器を通じて交流電力を車のバッテ
リーに供給し、それを直流エネルギーに変換して蓄えるという流れだから
だ。 技術的な実装は比較的シンプルだが、双方向充電の本当の可能性は、
様々な活用方法にある。例えば、「V2H(Vehicle-to-Home)」充電では、
停電時に車をバックアップ発電機として利用できる。 「基本的なユース
ケースは2つある」と語るのは、GMエナジー(GMのエネルギー貯蔵やEV
充電ソリューションを提供する部門)の収益責任者であるアシーム・カプ
ール氏。「一つは純粋にレジリエンシー(回復力)を重視したもので、停
電時に車を使って自宅に電力を供給するというもの。このシナリオでは、
車を単なる移動手段以上のもの、つまり二重の資産として活用できる。
車をエネルギー資産として利用し、固定型の蓄電設備と組み合わせること
で非常に価値のある用途が生まれる」 平均的なEVはフル充電で60kWh
の電力を蓄えることができ、これは家庭の約2日間分に相当する。使用状
況によってはさらに長持ちし、家庭の電力バックアップとして実用的だ。
「一般的な市販の固定蓄電システムでは、7~13kWh程度の電力を蓄え
られる」とフォードのライアン・オゴーマン氏は説明する。「それは素晴
らしいが、車両で言えばわずか15~30マイル分の走行距離に相当します
。一方でEVでは300マイル以上の走行が可能です」──。これにより、緊
急時にEVを電力供給源として使用しても、車両の走行距離に大きな影響を
与えることはなく、実用的なバックアップ手段となる。
「V2L(Vehicle-to-Load)」のような選択肢もあり、これは車両の電力
を使ってキャンプ用品、電動工具、家電製品などのデバイスを動かすため
のアダプターを利用する。「基本的なV2Lであれば、ほとんど導入の障壁
はない」とマーティン氏は言う。「車に延長コードを差し込むためのコン
セントがあれば、デバイスに電力を供給できる」 これにより、V2Lは一
般消費者が最初に体験する双方向充電のユースケースとなるだろう。また、
「V2V(Vehicle-to-Vehicle)」という選択肢もあり、これは電力を使い切
ったEVに電力を供給する仕組みだ。これは車のバッテリーで別の車をジャ
ンプスタートする方法に似ているが、より適切な例えとしては、自分の車
の燃料を他の車に移すようなイメージだ。 双方向充電の普及における課題
「双方向充電やその他の車両とさまざまなものを繋ぐ技術(V2X)の最大
の障壁は、車両自体の対応能力だ」とSwtchのマーティン氏は述べている。
「現場にはV2Xをサポートする充電器が存在するものの、対応する車両の
数が限られているため、現在では充電器の技術があまり効果を発揮してい
ない」 車両と充電器の性能 しかし、これも今後数年で変わる見込みだ。
GMだけでも、カプール氏は新たに発売されたChevroletのEV、Equinox、
Blazer、Silveradoをはじめ、Cadillac LyriqやGMC Sierraを挙げている。
これらの車両はすべて双方向充電に対応しており、GMの車両用ホームシ
ステムと連携して動作する 現在の最も代表的な例は、Ford F150 ライト
ニングとその専用充電器「Ford Connected Charge Station Pro」だ。こ
の双方向充電器は1310ドル(約20万円)で販売されているが、一部の電
動トラックモデルには無料で付属している。 他の自動車メーカーも追随
し、双方向充電に対応した車両を増やすと予想される。ボルボは、Volvo
EX90が双方向充電に対応すると発表しており、ヨーロッパでは交流(AC)
対応の双方向充電器の開発を進めている。また、スウェーデンの自動車メ
ーカーは、家庭用エネルギー会社「dcbel」と提携し、米国市場に直流(D
C)対応の双方向家庭用エネルギーステーションを導入する計画も進めてい
る。 設置費用とアップデート 双方向充電は基本的なEV充電よりも設置
費用がかかる。「車を自宅の予備電源として利用したり、V2G(Vehicle-
to-Grid)プログラムで電力網に接続するには、費用が最大の障壁になる
」とマーティン氏は指摘する。「互換性のある充電器と切断スイッチを購
入する必要があり、それだけで数千ドル(数十万円)がかかる。さらに、
その設置スペースも確保しなければならない」 特に集合住宅では、空
きスペースや費用が双方向充電の導入を難しくする場合があるが、一戸建
て住宅でも予想外の費用が発生することがある。古い配線や分電盤を使用
している家庭では、200アンペアの電気サービスに対応していない場合が
あり、双方向充電の利点を最大限に活用するには分電盤などのアップグレ
ードが必要になることがある。このアップグレード自体も追加費用となる。
フォードのオゴーマン氏は、自社のCharge Station Proのような特定の双
方向充電器は、設置場所への負荷に合わせて給電能力を調整できることを
指摘している。そのため、フルの給電能力を活用しないことに問題がなけ
れば、分電盤のアップグレードが必須というわけではない。 規制の状況
双方向充電の重要な要素の一つは、規制だ。電力を送電網に売買するプロ
セスは通常、各州や電力会社に委ねられている。一部の州では、太陽光パ
ネルで生産した余剰電力を買い取り、その分を電気料金から割り引く「ネ
ットメータリング」を導入している。 「業界では通常『相互接続契約
』と呼ばれます」と語るのは、国立再生可能エネルギー研究所で電気自動
車充電と電力網統合の主任エンジニアを務めるアンドリュー・メイツ氏。
「家庭に設置される電力網に電力を供給する装置はすべて登録されている
必要があり、その装置が発電装置であることを電力会社に申告しなければ
ならない」 また、「夜間の電力料金が安い時間帯に車やバッテリーに電力
を蓄え、電力需要が高まり料金が上がる昼間にその電力を電力網に戻すこ
とで、家庭が利益を得る」という行為への金銭の支払いは、米国では州に
よって大きく異なる。また、国際的には、欧州連合が電力の購入と売電に
対する送電網料金や税金の変更を求めており、これが一般消費者の参加を
難しくしている。 これらの課題は、仮想発電所が直面する問題と非常に似
ている。RMI(旧ロッキーマウンテン研究所)の電力部門でマネージングデ
ィレクターを務めるマーク・ダイソン氏は、「米国における仮想発電所の
規制環境は、50州それぞれが異なるだけでなく、各州内の電力会社ごとに
も異なる仕組みになっている。この複雑さが市場の成長を妨げる大きな要
因の一つ」と指摘する。 最大の課題は、顧客が電力を電力網に戻すこと
に魅力を感じられる仕組みを作ることだ。ダイソン氏は続けてこう述べる。「
電力会社や規制当局が適切な料金設計やインセンティブプログラムを提供
し、電力網の計画や運用方法を見直さない限り、顧客にとってそのメリッ
トは十分に享受できません。これらの取り組みを進めることで、初めて仮
想発電所の持つ潜在力をユーティリティ規模で最大限に活用できるように
なる。」
✅ 双方向充電はEVバッテリーを劣化させるか?
平均的なEVユーザーは、双方向充電による車のバッテリーの摩耗をあまり
心配する必要はなさそうだ。 「私たちのデータでは、これが一般消費者
にとって問題になることはないはずだ」とペトロフスキーは言う。「双方
向充電が適切に制御され、限定的に行われる限り、バッテリー寿命に大き
な影響を与えることはない」ペトロフスキーによると、ボルボはバッテリ
ーを過度に使用する顧客に対し、双方向機能を制限する予定だという。こ
れは、顧客ごとの条件や運転・充電の行動に基づいて判断される。
「バッテリーを最も劣化させるのは、理想的な条件から外れてストレスを
与えることだ」とマーティンは言う。「頻繁に急速充電を行い、満充電に
近い状態を維持することや、非常に暑いまたは寒い環境で充電することが、
目に見える劣化を引き起こす主な要因だ」 そうは言っても、技術的には、
家庭用バッテリーバックアップとして使用してもEVに問題は生じないとマ
ーティンは説明する。「現在のEVのバッテリーは、電力を送電網に戻した
り、数日間家庭に電力を供給したりするような追加の負荷にも十分対応で
きる。年間数回そのような使い方をしても、大半の車両オーナーに問題は
生じないだろう」 さらに朗報として、話を聞いたすべてのメーカーが、
双方向充電が自社EVの標準機能であると確認している。この機能を使用す
ることで保証が無効になったり変更されたりすることはないという。これ
は顧客からよく寄せられる懸念点。
✳️特開2022-017924 リチウムイオン電池用電極の製造装置及びリチウ
ムイオン電池用電極の製造方法 APB株式会社、三洋化成工業株式会社
【要約】下図4のごとく、電極活物質粒子を含む電極組成物と、上記電極組
成物の周囲を囲むように環状に配置される枠状部材とからなるリチウムイ
オン電池用電極材を基板上に配置する配置部と、上記リチウムイオン電池
用電極材を上記基板ごと真空包装して真空パッケージを得る真空包装部と、
上記真空パッケージをロールプレスする一対のローラを含む加圧成形部と、
を備えることを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造装置。電極層
の割れや欠けの発生を抑えると共に、ロールの回転速度を上げた場合であ
っても成形不良を起こしにくいリチウムイオン電池用電極の製造方法及び
その製造装置を提供すること。
【符号の説明】1 リチウムイオン電池用電極 1’、2’、3’ リチウムイ
オン電池用電極材 5 真空パッケージ 10、11 基板 20 枠状部材
21 正極枠状部材 23 負極枠上部材 30 電極組成物 31 正極組成物
41 開口部 33 負極組成物 35 成形された電極組成物 40 包装材
50 プレスロール 60 セパレータ 71 正極集電体 73 負極集電体
【特許請求項目】
-
電極活物質粒子を含む電極組成物と、前記電極組成物の周囲を囲む
ように環状に配置される枠状部材とからなるリチウムイオン電池用
電極材を基板上に配置する配置部と、
前記リチウムイオン電池用電極材を前記基板ごと真空包装して真空
パッケージを得る真空包装部と、
前記真空パッケージをロールプレスする一対のローラを含む加圧成形
部と、を備えることを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造装置。 -
前記基板が、電極集電体である請求項1に記載のリチウムイオン電
池用電極の製造装置。 -
前記加圧成形部における前記一対のローラの間隔は、前記電極活物質粒子の体積平均粒子径の3倍以上である請求項1又は2に記載の
リチウムイオン電池用電極の製造装置。 -
電極活物質粒子を含む電極組成物と、前記電極組成物の周囲を囲む
ように環状に配置される枠状部材とからなるリチウムイオン電池用
電極材を基板上に配置する配置工程と、前記リチウムイオン電池用
電極材を前記基板ごと真空包装して真空パッケージを得る真空包装
工程と、一対のローラにより前記真空パッケージをロールプレスす
ることで、前記電極組成物を加圧成形する加圧成形工程と、を備え
ることを特徴とするリチウムイオン電池用電極の製造方法。 -
前記基板が、電極集電体である請求項4に記載のリチウムイオン電
池用電極の製造方法。 -
前記一対のローラの間隔は、前記電極活物質粒子の体積平均粒子径
の3倍以上である請求項4又は5に記載のリチウムイオン電池用電
極の製造方法。 -
前記電極活物質粒子の平均粒子径は、5~200μmである請求項
4~6のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。 -
前記真空パッケージの真空度は、-70kPa以下である請求項4
~7のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極の製造方法。
表1
表1 .図9及び図10に示すように、本発明のリチウムイオン電池用電極
の製造方法により製造されたリチウムイオン電池用電極には、形状の乱れ
が確認できなかった。一方、真空パッケージを作製したが枠状部材を用い
なかった比較例3~4では、図13及び図14に示すように、正極組成物
が変形していた。さらに、真空パッケージの真空度が0kPaである比較
例1~2、5~6では、図11、図12、図15及び図16に示すように、
枠状部材の有無に関わらず正極組成物が噴き出した痕跡がみられ、正極組
成物が大きく変形していた。また、正極組成物の噴き出しは、ロールの回
転速度が速いほど顕著であった。以上より、本発明のリチウムイオン電池
用電極の製造方法は、ロールの回転速度を上げた場合であっても成形不良
を起こしにくいことがわかる。本発明のリチウムイオン電池用電極の製造
方法及びその製造装置は、特に、携帯電話、パーソナルコンピューター及
びハイブリッド自動車、電気自動車用等に用いられるリチウムイオン電池
用電極を製造する方法及びその製造装置として有用である。
心に残る歌 『アジア純真:PUFFY』
作詞:井上陽水/作曲:奥田民生
ジャンル:J-POP
● 今日の言葉:
春が来ても、鳥たちは姿を消し、鳴き声も聞こえない。
春だというのに自然は沈黙している。
レイチェル・カーソン 『沈黙の春』
(因果報応の季節風)より
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