中国のパワートレイン産業は、電動化への道を歩むために多様な技術ルートを選択すべき

10月末に発表された「省エネ・新エネルギー車技術ロードマップ」(「2.0ロードマップ」)の2.0バージョンによると、2035年までに、新エネルギー車(NEV)とハイブリッド車(HEV)がそれぞれ中国の年間新車販売台数の50%を占めるようになる。 この目標は、自動車産業全体を完全に電動化するという中国の決意を示している。

もちろん、自動車のパワートレイン業界は、電動化への移行において複数の課題に直面している。 安全性、航続距離、開発コスト、バッテリーの寿命、インフラのボトルネックにより、電気自動車が真にユビキタスになるまでには時間がかかるだろう。 今月初めにGasgooが主催した「2020 China International Summit on Automotive Powertrain Electrification」では、多くの専門家や企業幹部が、パワートレイン業界が電動化に向けてどのように動いているのか、どのような技術的ルートを選択すべきか、業界や参加者が直面している課題は何かについて意見を交わした。

パワートレインのロードマップの充実

自動車省エネ技術の絶え間ない向上により、中国におけるPVの平均燃料消費量は減少を続け、2020年までに100kmあたり5リットルという目標値に基本的に達している。 高圧縮比、ミラーサイクル、可変排気量エンジン、低摩擦技術の幅広い応用のおかげで、ガソリンエンジンの熱効率は世界トップレベルの40%に近づいている。 トランスミッションでは、7DCT(7速デュアルクラッチトランスミッション)と8AT(8速オートマチックトランスミッション)が量産化されている。

しかし、ガソリンエンジンの熱効率を向上させるだけでは、厳しくなる排ガス規制をクリアすることはできない。 中国新型電気自動車プロジェクト諮問委員会の王秉剛委員長は、自動車関連技術とエネルギー源の多様化は中国の国情により合致しており、電動化の発展は伝統的な燃料自動車産業の転換を強調することを伴うべきだと述べた。 従って、プロジェクトの専門家グループは、中国の伝統的な自動車産業はHEVへの包括的な移行を促進すべきであるという点で合意した。

東風汽車公司技術センターの張国光チーフエンジニアはサミットで、東風汽車の省エネ技術路線は電動化、知能化、相互接続、軽量化技術に重点を置いていると述べた。 電動化は主にパワートレインのソリューションで、純電気自動車(BEV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、燃料電池自動車(FCV)が含まれる。 インテリジェンスの面では、パワートレインに加え、電子システムやその他のコンポーネントを管理するための多くの取り組みが行われている。

「OEMの観点からは、電動化は基本的なところから始めるべきだと考えています。 私たちはマイルドハイブリッド電気自動車(MHEV)から始めましたが、その後、燃費制限と実際の値との間に大きな隔たりがあることに気づきました。 私たちが行ったことは、将来の課題に対応するには十分ではありませんでした。 そのため、HEV、PHEV、BEVを開発しなければなりません。異なる技術ルートは非常にうまく共存することができ、終点にまっすぐつながるルートは決して1つではありません」とチャンは付け加える。

奇瑞ジャガー・ランドローバー(CJLR)製品開発部パワートレイン・新エネルギー部門のシニア・マネージャーである江亨飛氏は、伝統的なパワートレイン・エンジニアとして、動力性能、燃費、排出ガスのバランスを常に追求していると述べた。 ジャガー・ランドローバーは、中国市場とユーザーのニーズをより満たすモデルを開発するため、パワートレインの電動化に関する開発戦略、すなわち12/48ボルトのスタート-ストップ・システム、300ボルト(以上)のプラグイン・ハイブリッド・システム、純電気システムをカバーする「xEV」戦略を策定した。 さらにジャガー・ランドローバーは、2020年からすべてのモデルを電動化したいと考えている。

より効率的なパワートレイン電動化のためのコア技術の開発

技術ルートとエネルギー源の多様化は、サプライヤーにも新たな課題と要求を突きつけている。

ボルグワーナー中国先進技術部のゴン・シー・チーフエンジニアは、将来の駆動システムはトルク、空気圧、熱、ソフトウェアなどの基本要素を考慮しなければならないと指摘する。 また、次世代駆動システムにはBEVだけでなくICE(内燃機関)車も含まれるため、空気圧をどう扱うかが非常に重要になる。

「上記の要素に対して優れたソリューションを提供できるサプライヤーは、次世代のドライブシステムを開発できるだろう。 しかし、そのためには、サプライヤーが完全な製品マトリックスを持ち、深い製品洞察力を持ち、柔軟なサービスを提供し、信頼できる納品を行う必要がある。」 とGong Xiは語った。

ファーウェイのデジタル・パワー製品ラインの車載パワー事業担当副社長である彭鵬氏は、次世代電気/電子アーキテクチャ(EEA)についての洞察を述べた。 「コア技術をマスターしてこそ、企業は次の世紀の主導権を握ることができる。 ファーウェイは、次世代電気/電子アーキテクチャ(EEA)などの技術開発を通じて業界全体の発展をリードし、最終的には自動車のデジタル化を実現したいと考えている。

オート北京2020で、ファーウェイは7-in-one電気駆動システム「DriveONE」を発表した。 DriveOneは業界初のハイパーコンバージド・パワードメイン・ソリューションで、オープンプラットフォームと次世代技術を提供するよう設計されているという。 マイクロ・コントロール・ユニット(MCU)、モーター、ギアボックス、直流コンバーター(DCDC)、オンボード充電器(OBC)、配電ユニット(PDU)、バッテリー・コントロール・ユニット(BCU)の7つの機械・電力コンポーネントを統合している。

このシステムは、シンプルな開発、シンプルな適応、シンプルなレイアウトのために設計されている。 「電力領域における高度な統合は、車両の進化とレイアウトの簡素化に役立つ。 コンバージェンス・アーキテクチャーの下での機能安全のための革新的な設計は、コンポーネントとシステムのより高度で安全な統合を可能にする」と彭氏は付け加えた。

パワートレイン電動化市場は有望

課題は多いが、パワートレイン電動化市場の潜在力は大きい。

中国のPV市場は過去2年間低迷していたが、電動化PVの販売はここ数カ月上昇を続けている。

「今年上半期の中国におけるNEV(BEV、PHEV、FCVを意味する)の販売台数は減少したものの、増加傾向は維持されている。 近年、ハイブリッド車の前年比販売台数は50%以上増加している。 政策支援がなければ、ハイブリッド車の販売台数はこの高い成長率を維持することが大いに期待される。

中国乗用車協会(CPCA)によると、国内の新エネルギーPVの卸売台数は11月に18万台に達し、前年同月比128.6%増、前四半期比24.8%増となった。 呂氏によると、PV市場におけるEVの普及率は約9%に達し、近い将来9.5%に達すると予想されている。

HEV技術ロードマップの選択に関しては、市場の集中度、生産・研究開発コスト、政策の不確実性、産業チェーンの成熟度といった要素を優先すべきであるとLuは考えている。 しかし、最も重要なことは、企業はやみくもにトレンドに追随するのではなく、自社の強みとリソースを適切に評価した上で決断を下すべきだということだ。