2- 2.

2 -2.

主 要な研 究 成 果 - 15

主要な研究成果 -15

電気自動車の高効率な熱管理システムのコンセプトモデルを提案
ヒートポンプ等を利用した熱管理システムで電気自動車の商品価値の向上に貢献

需要家
サービス

背景
運輸部門でのCO 2 削減に貢献する電気自動車（EV）の普及促進のためには、EV内の省電力化を図り航続距離を延ばすことなど、今以上に商品価値を高めていくことが求められます。長い航続距離と快適な車内温熱環境を省電力で実現するためには、バッテリやインバータ、モータなどを適切に温度調節して性能劣化を防止することなどが必要です。当所では、電気自動車の新たな熱管理システムの開発を進めて、EVの普及促進を支援しています。

主 要な研 究 成 果

主 要な研 究 成 果

成果の概要◇現行の熱管理技術の課題を抽出
EVでは、バッテリ、インバータ、モータの性能劣化の防止や車内の快適な温熱環境の確保、ガラス防曇等のために適切に熱管理することが求められています。現行の熱管理技術の調査をしたところ、車室冷房中に生じる凝縮水の活用方法、車室暖房やバッテリ冷却等による消費電力の増加、ヒートポン需要家サービス

需要家サービスプの除霜時の車室暖房の一時停止などがEVの熱管理上の課題として明らかになりました。

張 莉（ちょう り）◇熱管理システムのコンセプトモデルを提案

グリッドイノベーション研究本部

現行の熱管理技術の課題を踏まえて、新たな熱管理システムのコンセプトモデルを提案しました

ENIC研究部門（図1）。EVの熱管理システムを「熱管理対象」、「熱管理機器」、「エネルギー源」の3つのパーツに分けて整理し、温度の近い熱源や熱機器とその熱利用を集約させることで、適切な温度管理と省電力を実現するコンセプトモデルです。本コンセプトモデルの熱管理システムを導入した場合を試算する

電気自動車の新たな熱管理システムを構築することで、商品価値の向上と普及拡大に貢献します。と、従来のヒータによる車室暖房と比較して航続距離が1.7倍延長することが期待されます。
温度

温度

発熱100℃

モータ

80℃

インバータ

暖房補助

防曇25℃

水蒸気

暖房補助
車

室発熱
排熱

ラジエータ作った高温熱暖房

加温

発熱
凝縮水

冷房

バッテリ

冷却

冷却

暖房なし
空気（夏） 35℃

吸着剤

0.5

電気除霜

熱源
熱管理機器

図1

1.7

提案システム暖房

空気へ放熱
空気へ放熱

作った低温熱

熱管理対象

1

ヒータ暖房

空気（冬）

エネルギー源

EV熱管理システムのコンセプトモデル

0℃

Annual Report 2021

2.0

成果の活用先・事例
航続距離を延ばし利便性を向上させたEVの普及を通じて、運輸部門におけるカーボンニュートラルの実現に寄与します。
2030年の1年間に世界で販売が想定される2,500万台のEVすべてに提案システムを導入し、１年のうち暖房期間での1台あたりの走行距離が5,000kmと仮定すると、ヒータによる車室暖房に比べて、省電力効果は年間100億kWhとなります。
参考

電力中央研究所

1.5EV航続距離の改善効果

車室とバッテリは最適温度が近いため、ヒートポンプによる温度調節をします。インバータとモータは許容温度が近いためラジエータを用いて冷却します。車室冷房時の凝縮水はバッテリ冷却に、バッテリやインバータ、モータの発熱は車室暖房に活かして省電力に寄与します。バッテリの放熱は暖房時のヒートポンプの除霜に利用し、ヒートポンプに吸着剤を加えることで車室の水蒸気を除去しガラス防曇します。

481.0

張、電力中央研究所 研究報告 GD21011（2022）

電力中央研究所

Annual Report 202149

2- 2.

2 -2.

主 要な研 究 成 果 - 15

主要な研究成果 -15

電気自動車の高効率な熱管理システムのコンセプトモデルを提案
ヒートポンプ等を利用した熱管理システムで電気自動車の商品価値の向上に貢献

需要家
サービス

背景
運輸部門でのCO 2 削減に貢献する電気自動車（EV）の普及促進のためには、EV内の省電力化を図り航続距離を延ばすことなど、今以上に商品価値を高めていくことが求められます。長い航続距離と快適な車内温熱環境を省電力で実現するためには、バッテリやインバータ、モータなどを適切に温度調節して性能劣化を防止することなどが必要です。当所では、電気自動車の新たな熱管理システムの開発を進めて、EVの普及促進を支援しています。

主 要な研 究 成 果

主 要な研 究 成 果

成果の概要◇現行の熱管理技術の課題を抽出
EVでは、バッテリ、インバータ、モータの性能劣化の防止や車内の快適な温熱環境の確保、ガラス防曇等のために適切に熱管理することが求められています。現行の熱管理技術の調査をしたところ、車室冷房中に生じる凝縮水の活用方法、車室暖房やバッテリ冷却等による消費電力の増加、ヒートポン
需要家サービス

需要家サービスプの除霜時の車室暖房の一時停止などがEVの熱管理上の課題として明らかになりました。

張 莉（ちょう り）◇熱管理システムのコンセプトモデルを提案

グリッドイノベーション研究本部

現行の熱管理技術の課題を踏まえて、新たな熱管理システムのコンセプトモデルを提案しました

ENIC研究部門（図1）。EVの熱管理システムを「熱管理対象」、「熱管理機器」、「エネルギー源」の3つのパーツに分けて整理し、温度の近い熱源や熱機器とその熱利用を集約させることで、適切な温度管理と省電力を実現するコンセプトモデルです。本コンセプトモデルの熱管理システムを導入した場合を試算する

電気自動車の新たな熱管理システムを構築することで、商品価値の向上と普及拡大に貢献します。と、従来のヒータによる車室暖房と比較して航続距離が1.7倍延長することが期待されます。
温度

温度

発熱

100℃

モータ

80℃

インバータ

暖房補助

防曇

25℃

水蒸気

暖房補助
車室

発熱
排熱

ラジエータ

作った高温熱

暖房

加温

発熱
凝縮水

冷房

バッテリ

冷却

冷却

暖房なし
空気（夏） 35℃

吸着剤

0.5

電気除霜

熱源
熱管理機器

図1

1.7

提案システム暖房

空気へ放熱
空気へ放熱

作った低温熱

熱管理対象

1

ヒータ暖房

空気（冬）

エネルギー源

EV熱管理システムのコンセプトモデル

0℃

Annual Report 2021

2.0

成果の活用先・事例
航続距離を延ばし利便性を向上させたEVの普及を通じて、運輸部門におけるカーボンニュートラルの実現に寄与します。
2030年の1年間に世界で販売が想定される2,500万台のEVすべてに提案システムを導入し、１年のうち暖房期間での1台あたりの走行距離が5,000kmと仮定すると、ヒータによる車室暖房に比べて、省電力効果は年間100億kWhとなります。
参考

電力中央研究所

1.5EV航続距離の改善効果

車室とバッテリは最適温度が近いため、ヒートポンプによる温度調節をします。インバータとモータは許容温度が近いためラジエータを用いて冷却します。車室冷房時の凝縮水はバッテリ冷却に、バッテリやインバータ、モータの発熱は車室暖房に活かして省電力に寄与します。バッテリの放熱は暖房時のヒートポンプの除霜に利用し、ヒートポンプに吸着剤を加えることで車室の水蒸気を除去しガラス防曇します。

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1.0

張、電力中央研究所 研究報告 GD21011（2022）

電力中央研究所

Annual Report 2021

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