電気自動車用蓄電池
電気自動車用電池(でんきじどうしゃようでんち、英: electric-vehicle battery、略称: EVB)は、電池式電気自動車(BEV)やハイブリッド式電気自動車(HEV)の電気モーターを駆動するための電池である。通常は二次電池(蓄電池)であり、リチウムイオン二次電池が一般的である。これらの二次電池は、高いアンペア時(またはキロワット時)容量のために専用設計されている。
電気自動車用の二次電池は、始動・照明・点火(SLI)用鉛蓄電池とは異なる。これは、電気自動車用二次電池が持続的な電力供給を目的としたディープサイクル二次電池(英語版)であるためである。電気自動車用の二次電池は、重量出力比、比エネルギー、エネルギー密度が比較的高いことが特徴であり、電池の小型化・軽量化は、自動車の重量を減らし、性能を向上させるために望ましい。液体燃料と比較すると、現在のほとんどの電池技術は比エネルギーが非常に低く、これが電気自動車の最大航続距離に影響を与えることが多い。
最近の電気自動車では、重量に比べてエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池が主流となっている。
亜鉛・臭素フロー電池(英語版)はコネクタで充電するのではなく、液体を使って補充することができ、時間の節約になる。
電気自動車に使用される他の種類の二次電池には、鉛蓄電池(「液式」、ディープサイクル、バルブ調整式)、ニッケル・カドミウム、ニッケル・水素、そしてあまり一般的ではないが、空気亜鉛、溶融塩電池などがある。電池に蓄えられる電気量(すなわち電荷)は、アンペア時またはクーロンで測られ、総エネルギー量はキロワット時で測られることが多い。
1990年代後半以降、リチウムイオン電池の技術は、携帯型電子機器、ノートパソコン、携帯電話、電動工具などの需要によって進歩してきた。BEVやHEVの市場では、性能とエネルギー密度の両面でこれらの進歩の恩恵を受けている。リチウムイオン電池は、ニッケル・カドミウムなどの従来の電池とは異なり、毎日、どのような充電状態でも放電・再充電が可能である。
バッテリーパックはBEVやHEVの費用の多くを占める。2019年12月現在、電気自動車用蓄電池の費用は、1キロワット時ベースで2010年から87%低下している。2018年現在、テスラ・モデルSといった、400キロメートルを超える電化のみの航続距離を持つ車両が実用化され、多数の車両セグメントで販売されている。
運転コストについては、BEVを走らせるための電気代は、同等の内燃機関の燃料代に比べてわずかであり、これはより高いエネルギー変換効率を反映している。
2010年、デンマーク工科大学(英語版)の科学者らは、25 kWhの容量を持つ認証済みのEV用蓄電池に(割戻や追加料金なしで)1万米ドル(つまり400米ドル/kWh)を支払った。バッテリーメーカー15社のうち、品質や火災安全性に関する必要な技術文書を提供できたのは2社だった。2010年には、バッテリーの価格が3分の1になるにはせいぜい10年かかると見積もられていた。
全米研究評議会による2010年の研究によると、リチウムイオン電池パックの費用は、使用可能なエネルギー1 kWhあたり約1,700米ドルであり、PHEV-10が約2.0 kWh、PHEV-40が約8 kWhを必要とすることを考慮すると、電池パックのメーカーコストは、PHEV-10で約3,000米ドル、PHEV-40では14,000米ドルにまで上昇する。MITテクノロジーレビュー誌は、自動車用電池パックの費用が2020年までに1キロワット時あたり225米ドルから500米ドルになると推定している。米国エネルギー効率経済協議会(英語版)による2013年の調査は、電池費用が2007年の1,300米ドル/kWhから2012年には500米ドル/kWhまで下がったと報告している。アメリカ合衆国エネルギー省は、同省が主催する電池研究の費用目標を、2015年に300米ドル/kWh、2022年に125米ドル/kWhと設定している。電池技術の進歩と生産量の増加による経費削減により、プラグイン電気自動車は従来の内燃機関自動車との競争力を高めることができる。
スマートグリッドでは、BEVがいつでも電力を供給できるようになっている。
ピーク負荷時(電力の販売価格が非常に高くなる時間帯。また、オフピーク時に安価な料金で充電することで、夜間の余剰電力を吸収することができます。車両は分散型の蓄電システムとして、電力のバッファリングを行います。)
停電時のバックアップ電源として。
様々な費用が重要である。ひとつは購入費用の問題、もうひとつは総所有費用の問題である。2015年現在、電気自動車は、最初の購入価格は高いが、維持費は安く、少なくともいくつかの場合では、総所有費用が低くなる可能性がある。
Kammenら(2008年)によると、バッテリーの価格が1300米ドル/kWhから500米ドル/kWh程度まで下がれば、新しいPEVは消費者にとって費用対効果の高いものとなる(バッテリーが元を取れるようになる)。
2010年、日産・リーフのバッテリーパックは、18,000米ドルで生産されたと言われている。したがって、日産・リーフ発売時の初期生産費用は、1キロワット時あたり約750米ドルであった(24 kWhの蓄電池の場合)。
2012年、マッキンゼー・クォータリー(英語版)は、自動車の5年間の総所有費用を基準に、蓄電池価格をガソリン価格に関連付けさせ、3.50米ドル/ガロンが250米ドル/kWhに相当すると試算した。2017年のマッキンゼーは、電気自動車が競争力を持つのはバッテリーパックの費用が100米ドル/kWh(2030年頃の予想)であると推定し、2020年にはパック費用が190米ドル/kWhになると予想している。
2015年10月、自動車メーカーのGMは、年次グローバルビジネスカンファレンスで、2016年に入るとリチウムイオン電池の価格が145米ドル/キロワット時になると予想していることを明らかにした。