電気自動車には独自の用語があり、馴染みのあるものもあれば専門的なものもあり、初心者にとっては神秘的に感じられ混乱を招くことがあります。これらの用語の意味を理解することは、EVが自分に合うかどうかを判断するだけでなく、どのEVが最も適しているかを選択する上でも不可欠です。例えば、ガソリンスタンドで給油する速さを気にしますか?いいえ、しかし自宅充電を活用するためには、車と自宅がどれだけ速くバッテリーを補充できるかを知る必要があり、標準的な答えはありません。しかし、充電関連の用語などを理解することで、より近づくことができます。
交流(AC)
電力網、家庭、その他の構造物で電力が取る形態
交流では、電子は定期的に方向を変えます。電気自動車の世界における交流の意義は、すべてのバッテリーが直流(DC)を必要とすることにあり、直流では電子は常に同じ方向に流れます。したがって、車両が充電されるたびに、交流は直流に変換または整流されなければなりません。
レベル1およびレベル2充電では、各電気自動車に隠されたコンポーネントである車載充電器がこの任務を担い、充電速度の制御も行います。公共のDC急速充電の場合、充電器は外部にあり、車の統合充電器(電流の流れのボトルネックとなる部分)を迂回して、DC電力を直接車のバッテリーに供給します。DC急速充電器は、家庭用電圧の約2倍で始動し、車が収容できないほど大きなコンポーネントを使用して外部で交流を整流します。これが、DC充電がレベル2よりもはるかに高速になり得る2つの理由です。
交流は、電流が方向を変えることからその名が付けられており、米国では1秒間に60回発生します。これが何を意味するのか理解するのは難しく、さらに深く掘り下げて、電流が反転するとき、技術的には同じ導体内で正から負へ流れることを知ると、さらに混乱します。しかし、交流には直流に対する利点があり、長距離伝送における最小限の損失や、変圧器を使用してその電圧を昇降圧できることなどが挙げられます。皮肉なことに、ほとんどの電気自動車は交流駆動モーターを使用しているため、はい、バッテリーの直流は、車両を推進するために、逆変換と呼ばれるプロセスで再び交流に変換されなければなりません。実際、ハイブリッド車は通常交流モーターを使用するため、電流は文字通り常に交流から直流、またはその逆に変換されています。これらの変換が車内でも外部でも発生するたびに、エネルギー損失が伴います。
従来のガソリンおよびディーゼル車は、ベルト駆動のオルタネーター(交流発電機)を使用していますが、すべての電気的需要は直流です。
オルタネーター
交流を発生させる一種の発電機
すべての現代の従来型自動車では、ガソリンまたはディーゼルエンジンがベルトを介してオルタネーターを駆動し、始動用バッテリーを充電した状態に保ち、ライト、電子機器、その他の車載電気部品に電力を供給する電気を発生させます。今日、文字通りこれらのデバイスはすべて直流を必要とするため、交流のみを発生させる一種の発電機は奇妙な選択のように思えますが、オルタネーターは、直流発電機よりも機械的に小型、軽量、耐久性に優れているため、選択される発電機です – これは自動車メーカーが最も関心を持つ3つの基準です。これは、固体整流(交流から直流への変換)が実用的になった1960年代以来の事例です。オルタネーターは、そのような整流器と電圧レギュレーターを内蔵し、適切な直流電圧を保証します。
アンペア
アンペアの略語で、電気自動車の所有者が家庭用レベル2充電を設定する際に最も遭遇する可能性の高い電流の測定単位。
レベル2は240ボルトを意味しますが、車に供給されるエネルギー量は電流の流れにも依存し、レベル2充電器によって大きく異なります。ワイヤーを流れる電気の古典的な配管の比喩を使用すると、電圧は水をパイプを通して押し出す圧力を表し、電流は主にパイプの直径によって決まる水の流量です。パイプの端からより多くの水を得るには、圧力を高めるか、パイプの直径を大きくします。電気も同様です:電圧または電流(アンペア数)を増加させて、ワイヤーのもう一方の端でより多くの電力(ワットで測定)を得ます。パイプと同様に、直径の大きなワイヤーは抵抗が少なく、より大きな電流を流すことができます。
アンペアは、家庭が電力会社から分配できる電気サービスの測定単位(50、100、または200アンペアなど)であり、特定の回路またはレベル2充電器が流すことができる電流の単位です。
バッテリーパック
電気自動車またはハイブリッド車における完全なエネルギー貯蔵コンポーネントで、個々のバッテリーセル、支援電子機器、および通常、熱管理装置を含む。
パック内のセルは、そのタイプに関係なく、通常、モジュールにグループ化され、構造を追加し、故障したセルの交換を簡素化します。パックには、パックの充電状態を追跡し、セルの電圧と温度を監視するバッテリー管理システムが含まれています。パックには独自のヒューズと、メンテナンスのための車両の残りからの手動切断手段が含まれています。コンタクタ(堅牢なリレースイッチ)は通常、特に純粋なバッテリー電気システムにおいて、バッテリーがオンボード安全テストに失敗した場合や衝突が検出された場合に、車両からバッテリーを隔離するために存在します。
日産リーフ 2011 バッテリーパック | メーカー画像
バッテリー電気自動車は、循環液体を使用してバッテリー温度を管理しますが、能動的な熱管理を持たない日産リーフ(図示のパック)を除きます。これらのパックのほとんどには、冷却液(通常は水と従来の不凍液の混合物)が流れ、その後バッテリーから出て、単純なラジエーター、または空調またはヒートポンプ回路に接続された熱交換器で調整されるためのチャネルがあります。
バッテリーセル
バッテリーの最小構成要素で、ハイブリッド車や電気自動車に電力を供給するために必要な電圧に達するには数百個が必要になることがある。
他のすべての個々のバッテリーセルと同様に、これらもそれぞれが数ボルトでしか機能しません。(12ボルトの車のバッテリーなど、より高い電圧を持つ私たちがバッテリーと呼ぶもの自体が、ケース内の個別のセルの集合体です – この例では6セルです。)リチウムイオンバッテリーセルには3つの基本タイプ、すなわち3つの形状があります:円筒形、角形、およびパウチ形です。一部の電気自動車を動かす円筒形バッテリーは、懐中電灯に入れるかもしれないものに非常に似ているため、洗練されていないと思うかもしれません。批評家は、その形状が間にスペースを残すため、そのパッキング効率について同じことを言ってきましたが、テスラはその歴史の大部分を通じて非常にうまくやってきました。ただし、同社は現在、トランプのカードまたはチョコレートバーの形状をした角形セルに関心を持っています。他のほとんどの電気自動車メーカーの選択スタイルはパウチ形で、事実上空のジップロックのマイラーのサンドイッチバッグのように見えます。他の2つのスタイルとは異なり、フロッピーパウチはその構造のためにバッテリーモジュールに依存しています。
シボレー・ボルト バッテリーセルパウチ | メーカー画像
バッテリーモジュール
電気自動車のバッテリーパックの構造的なサブセットで、バッテリーセルが分割され、監視および必要に応じて交換のために収容される。
バッテリーセルの電圧は数ボルトであるため、電気自動車では数十から数百個が使用され、構造(特にパウチセルにとって重要)を提供し配線を簡素化する筐体にまとめられます。各モジュールには通常、独自の電圧および温度センサーがあり、メーカーの設計に依存して配線されたセルの数に関係なく、2つの端子しか持ちません。通常、モジュールには、バッテリーパックの熱状態を管理するために冷却液が流れる絶縁されたチャネルが含まれています。
コンバインド・チャージング・システム(CCS)
米国市場における(テスラを除く)ほぼ普遍的なEV充電コネクターで、J1772 ACコネクターと高速DC充電用の2つの導体を単一の複合ポートに組み合わせたもの。
初期の日本製量産電気自動車はCHAdeMOと呼ばれる別個のコネクターに依存していましたが、この能力を持つほとんどの新しい電気自動車(独自のコネクターを持つテスラを除く)は、この複合CCSポートを提供します。オンラインまたはアプリを介して公共充電オプションを検索する際、これらの車の所有者は、レベル2充電にはJ1772を、高速DC充電にはCCSを選択する必要があります。
コンバインド・チャージング・システムガン(左)と車のレセプタクル |
直流(DC)
バッテリーおよびほとんどの電子回路で電力が取る形態
直流では、電子は一方向に流れます。電気自動車の世界における主な関連性は、電力が電力網で交流(AC)として送信されることです。したがって、車のバッテリーが充電されるたびに、交流は直流に変換または整流されなければなりません。レベル1およびレベル2充電では、車自体が、車載充電器と呼ばれる目に見えないコンポーネントによってこれを達成します。DC急速充電器は、家庭用電圧のほぼ2倍で始動し、充電エリアから離れて隠されていることが多いかさばるコンポーネントを使用して外部で交流を整流した後、車の統合充電器(電流の流れのボトルネックとなる部分)を迂回して、DC電力を直接車のバッテリーに供給します。
一部の電気自動車は直流駆動モーターを使用しますが、ほとんどは交流モーターを使用するため、車両は加速するためにバッテリーの直流を交流に変換する必要があります – そして回生ブレーキ時にはその逆です。整流と逆変換(DC-AC変換の名前)は非効率性をもたらしますが、交流モーターを選択する自動車メーカーは、単一のコンポーネントやプロセスではなく、車両の全体的な性能と効率を考えています。参考までに、従来の車両でさえ、オルタネーター(交流を発生させる発電機)の使用により交流に依存していますが、直流が車両全体で支配的です。
DC急速充電
より高いDC電圧を直接バッテリーに供給することで、互換性のある車両を最速のレベル2 AC充電器よりも数倍速く充電できる公共充電の一種。テスラのスーパーチャージャーはDC急速充電器です。
現在の電気自動車は、時間が限られている場合(長距離旅行中や走行距離が少ない場合など)にDC急速充電(DC)により適しています。「高速」という用語が名前にありますが、EV初心者は、DC急速充電をガソリン満タン(数分で数百キロの走行距離を提供できる)に匹敵するとは思わないでしょう。自動車メーカーは通常、DC急速充電には30分のセッションが含まれると主張しますが、それはめったに完全充電を表しません。ますます多くの自動車メーカーが新しいEVの購入時に無料のDC急速充電を含めていますが、ほとんどすべてが、頻繁な急速充電は車両のバッテリー寿命を損なうことを認識しています。コストがかかる場合、急速充電は公共のレベル2充電よりも高く、通常、家庭充電による電気運転の財政的利点を帳消しにするのに十分です。
エレクトリファイ・アメリカ充電ステーション | メーカー画像
DC急速充電器とそれらが必要とする三相交流は、家庭用設置を非常に高価にします。それらが提供する電力は24から350 kWまで及びますが、EV自体の受入仕様に関係なく、車両がその速度で充電される保証はありません。
目的地充電
電気自動車がかなりのキロ数を追加するのに十分な時間駐車できる公共のレベル2充電の新しい名前。
テスラによって普及された目的地充電という用語は、自宅以外でのより遅い充電をDC急速充電(またはテスラの用語ではスーパーチャージング)と区別することを目的としています。
空気抵抗係数(Cd)
車両が通過する空気に対する抵抗の測定値。
現在の車両のより流線形の形状は、数十年前に始まった空力運動を反映しており、一部はエネルギー効率を向上させるためです。抗力は、拘束されたパーキングブレーキや他のあらゆる形態の抵抗のように、エンジンまたは駆動モーターの努力に反