はじめに：1879年以来、メルセデス・ベンツからカール・ベンツの最初の車は、車の歴史は、より深刻な場合には、自動車業界が起こる将来的にので、車が巨大な変化を遂げてきた形成、140年、140年近くとなっていますそれを変更？20年後、車がどのように見えるのでしょうか？今日、皆のための自動車産業の後の次の20年間の日経研究所、NEの予測によってもたらされます。
電化率は大幅に日本のメーカーが2017年に開発の将来の方向性の面でエンジンをサポートすることの利点は、電気自動車を普及し始めている影響する重要な決定パワートレイン動向、ペースを取って、中国とヨーロッパで変換のEVのペースは2019年から徐々に明らか。中国は、EV車販売新エネルギーの統合、必須自動車メーカーを輸入し始めた。中国政府の強い政策をプレゼンス世界中のEVの感覚を促進するために、欧州市場の電化しばらく、国民を含めた中で中国の市場シェアのヨーロッパの巨人の中では無関係ではない、彼らは中国のための選択肢を持っていません。
しかし、2030語に見て、EVの比率が急上昇（図1）であってはならない。新しい車の販売のEVの割合が主流のビューの約10％にとどまっていること、バッテリーが安い、十分な価格、ほとんどの人になる場合でも、一方でまだインフラの問題（図2）を解決するために以下難しく充電、充電時間が長いと思います。
図1メインマーケットのパワートレイン構成の変更
電気自動車の全体的な傾向で、日本とヨーロッパのための日本市場コンサルティング会社デロイトの変化と米国とインド5つの予測のためのテーブル強気で実際にあなたは2030年までの予測値は比較的控えめで見ることができます。日経オンライン2025年グローバル電気自動車市場400万台に達することを達成するために、実際の可能な値を計算するために日本のHEV人気基準曲線が、この予測値を用いて、2030の規模は、約10万人に達します。
図価格予測におけるリチウムイオンバッテリ2（バッテリ低下価格は2022 100USD / kWhとドロップします）
様々な研究機関のEV率の見積もりは、2030年までに1.6％から26％に大きく変動します。もちろん、石油会社は小規模会社を、20％以上の企業は財務会社とします。極端な値は、日本の業界アナリストは、一般的にその値は約10％と考えています。
したがって、日本の自動車メーカーはEVの準備に十分な時間がありますが、逆に、EV比率を約10％に抑えればEVを完全に回してエンジン事業を屈曲させることは非常に危険です既存のエンジン事業の利益。
2040年の電化を見て
日本メーカー熱心電化場合、我々は中国の状況の使用の危険性を無視することはできません。早期リリースエンジン技術の利点により、ユニバーサルEV関連技術への中国の台頭を越え武器、などの低コストを実現します。
日本メーカーの中国のNEV規制は、中国の電化イニシアティブは、大気汚染の改善を目的としたものの、競争の強い感覚を持っているが、まだ対象から除外するHEV車の真の溶液であってもよい。中国トヨタとホンダがアラートを使用します日本のメーカーは、フィールドの強力な技術力を持っている。その結果、あなたは2030年の周りに期待することができ、日本のメーカーは（中西自動車産業研究所西部孝行木）、中国、ヨーロッパでの電気の流れ戦略を持っていません。
一方、中国とヨーロッパ間の状況の電化は、日本のメーカーは無力にする必要はありません。2017年12月、トヨタは日本のバッテリーとの提携を発表し、それが建物に依存しない電気自動車用電池の中核で日本の同盟関係を確立することを目的と思われます中国の仕組み。
1920年代、中国のバッテリーメーカーは、生産規模がリチウムイオン電池の競争力に直接影響を及ぼすため、世界で最も安価なリチウムイオン電池を提供する可能性が最も高くなりました。 、自動車部品調達の原則から大規模な生産計画があり、中国からバッテリーを購入しようとしているが、もし日本、中国の強い感覚への供給の主要な要素が大きなリスクトヨタと松下の協力は、中国メーカーの台頭の後、日本の安定したバッテリー購入ポイントを統合するための努力だといえます。
2040年を前に、主流の予測の大半はEV比を30％以上と考えている。研究機関は、地球規模のCO2排出量を90％削減する必要があるため、従って、約30％のEV比が必要であり、もちろん地球温暖化対策が与えられれば世界が目指すべきレベルである。
モータは、高速フィールドで高効率に焦点を当てています
電化は一夜にしませんが、HEVの割合が急激に上昇します。48Vの低消費電力使いやすいHEVのヨーロッパの主なプッシュは2020年に、かつての十年を爆発的な成長が表示されますし、半分を10万台規模に達するだろう、半ば2030年までに3,000万台規模に達しました。その後、徐々になどEV、置き換えられつつ、減少傾向にあった。2030年までに、トヨタとホンダ堅牢な高出力のHEVは徐々に市場を促進するように、2020年後に表示されます、1000万台規模に48VハイパワーHEVとの互換性が向上します開発。
電化の普及率について、ビューの研究機関は、二つの派閥に分かれています。PHEVを見ることが最も困難であるJPモルガン証券が期待され、PHEVは2028で、最大値の大きさを600万に達するために、不振になり、それがなるまでの停滞が予想されます。このビューは、主に米国に基づいており、中国の環境規制ではなく、PHEVのEVの普及を強調している。一方で、監査法人トーマツ（デロイトトーマツ）コンサルティング会社は、2040年におけるサイズ1300万台の主要市場における2030 PHEV 60万人に達することを期待します台湾、主に高出力と単純化HEVニーズのPHEV変換を検討する。
バッテリーには、中国の台頭を持つメーカーは、リチウムイオン電池の価格が徐々に低下します。同時に、固体リチウムイオン電池は、（図3）実用化されます。トヨタは、全固体電池の生産の2020年代の半分の前に計画していこれは、最も過激計画ですが、充電時間を短縮することができ、エネルギー密度を大幅に増加させることができます。
図3電解質の硬化は、プラスとマイナスの材料の機会を切り替える
2020年代の前半には、硫化物固体電解質電池の使用が起こり、正極と負極材料は、新たな材料によって置き換えられます後、エネルギー密度が大幅に増加します。
上記の電池は、電解質を液体から固体に置き換えるものであり、固体電解質は電解液よりも容易に容量を増加させることができるため、より正負の電極材料の電流密度に適用することができる。全固体電池は硫化物を用いた固体電解質ですが、正負の電極は従来の材料の三元系や黒鉛系の電池ですが、主に充電時間の短縮によりエネルギー密度をあまり高くすることはできません。
2030年まで、正極材料は、700Wh / kgでのほぼ3倍の電流レベルに到達することができ、金属リチウム負極材料、リチウム - 硫黄電池のエネルギー密度を用いて、硫黄（S）を使用する。2030年後、正電極として「空気極」の使用は、金属全固体リチウム空気電池の負極としてリチウムを達成する大きな可能性を有する。5回従来1500Wh / kgのを越えるエネルギー密度レベルを目指しました。
なぜなら、バッテリ、モータ効率に加えて、2030年までは、モータの開発に注力する単語下以上毎時100キロ高速駆動の既存のEVの分野における高速動作の効率を向上させることに焦点を当てる、走行距離が大幅に低減されます有意に（図4）を減少させた。この問題に対する強力なソリューションは、可変磁束モータの作動速度範囲に応じて変化させることができる磁束密度の実用的なアプリケーションです。
図4において、モータは、非効率的な最大の弱点の高速回転領域であります
現在の電気自動車を大幅に減少させるであろう毎時100キロの速度高速効率を超えたとき。これは、高回転域での制御を弱めることが必要である。高速域の効率を向上させるために、可変磁束モータの開発は大きな進歩を遂げました。
主制御を弱め低下する高速域効率で行わなければならないモータ速度が増加すると、逆起電力が大きくなると回転速度がなく増やすことができないようになっている。、。なお、逆磁束弱め制御を生成するが、電流が増加し、効率が低下することはあってもよいです磁束モータは、磁束密度を変更することができ、それは弱め界磁制御には依存しません。
2030年以降開花する本を使用して、ネオジム磁石モータであってもよい、研究は、このモータの著しい小型化をもたらすことができる、180°Cで二回、磁力正規の磁力磁石の次の世代のために進行中です。
静岡工科大学は、トヨタと共同で、希土類元素と鉄（Fe）との比が1：12の1〜12系希土類磁石を使用し、サマリウム（Sm）他方はFeとNi（Ni）からなるL10型結晶構造の磁石であり、ネオジム磁石と同等の磁力を発揮するために大量のFeとNiを使用する。磁気キュリー温度は550℃であり、200℃以上のネオジム磁石よりも高い。
CNT（カーボンナノチューブ）を巻き線として2040年頃に使用することも可能です。銅線はCNTを置き換えるために大幅に軽量化することができます。CNTは直径6ナノメートルの炭素6員環の円筒材料です。優れた導電性と熱伝導性に加えて、アルミニウムの品質は半分に過ぎません。
ダイヤモンドMOSFETはそれを達成することができます
PCUコアトランジスタコンパクトかつ効率的に達成するために使用される進化取付電力変換回路を切り替える。現在主流又はシリコン（Si）、IGBT（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）が、シリコンカーバイド（SiC）材料のMOSFETが、 （金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）人気2020年代（図5）が期待される。シリコンと比べて、損失は1/10に低減することができ、駆動周波数が10倍に増加させることができる。現在の価格を低減することが、どのように最大の問題であるが、大口径ウエハの開発と、価格は下落していきます。加えて、窒化ガリウム（GaN）MOSFETの2020年代の実用的なアプリケーションは、起動する可能性があります。
図5 SiCウェハ製造プロセス
直径150ミリメートルの成長は、結晶の20ミリメートル厚さが100時間以上を要すると言われている高品質の種結晶のSiC上の結晶成長になる。デンソーの技術を開発して、SiCの原料粉末を2300℃での高温に加熱されます。デンソー、日経誌で撮影したウェハ写真によって設備写真。
2030、ビューにMOSFETの酸化ガリウム（Ga203）。これは、SiCやGaNよりも高価であり、同一またはより高いスイッチング性能を達成することができる。2040年以来、「究極の半導体APOSとして知られていますダイヤモンド型MOSFETが実用化されてもよい。そのような流動性、熱伝導率等の既存の材料のすべての物理的性質、超えています。
当社は、2040年には60％以上に達する一方、内燃機関の開発に、ガソリンエンジンエンジン2020の熱効率は、50％以上2030年の約45％に達するだろうと予測している。燃焼理論により、超リーンバーンの45％を達成するための鍵空燃比は混合ガスの2倍以上に達し、マツダは2019年に世界で初めて量産される（図6）。
図6ガソリンエンジンの急速な開発
（a）日産は2018年まで圧縮比が無期限に変わるガソリンエンジンを生産する。（b）マツダは、空燃比が2019年までに30を超える超希薄な可変圧縮比エンジンを販売する。日産とマツダの写真。
日産は、2018年に大量生産された可変圧縮比のエンジンを使用し、長時間の走行を実現することで、50％以上の熱効率を達成することを目標に、2025年ごろにHEV発電用エンジンを開発する予定です。 2030は、熱効率を向上させるために、エンジンキーの熱を開発した。我々は、シリンダ内壁への熱シールドの新しい材料のために利用できる見つけることができる場合、主要部の冷却損失会計エンジン損失を低減することが可能となる。2040年、我々は、排気熱回収を達成できるかどうかとコンバインドサイクルは、熱効率は60％以上と同等の発電所効率に到達することができます。
