소개 : 1879 년부터 메르세데스 - 벤츠 칼 벤츠의 최초의 자동차는 자동차의 역사는 더 심한 경우, 자동차 산업이 일어날 미래에, 그래서 차가 엄청난 변화를 겪었다 형성, 1백40년 140 년 가까이되었습니다 변경 내지 20 년 후, 자동차 모양을? 오늘, 모두를위한 자동차 산업 이후 향후 20 년 동안 닛케이 연구소, NE 예측으로 가져왔다.
자동차 전율은 크게 발전의 미래 방향을 가지고 일본 엔진 제조 업체의 장점에 영향을 미칠 것입니다 파워 트레인의 추세를 결정하는 열쇠입니다 .2017 년, 전기 자동차는 중국과 유럽의 속도에 보편적 인 접근을 시작했다 EV 전환 점차적으로 clear.China 2019 년부터 새로운 에너지 포인트, 필수 차량 제조 업체의 제조 및 판매 EV 자동차. 중국 정부의 강력한 정책은 글로벌 전기 감각의 존재를 촉진합니다. 유럽 시장의 전기, 중국 시장 점유율에있는 유럽 거인 내에서 무관하지 않다, 그들은 중국에 대한 선택의 여지가 없습니다.
그러나 2030 년까지 EV의 점유율은 한꺼번에 상승하지 않아야한다 (그림 1). 신차 판매가 EV의 약 10 %를 차지한다는 견해가 주류이며, 배터리 가격이 충분히 싸다고하더라도 대부분의 사람들 아직도 장기 청구, 인프라를 충전 문제 (그림 2)를 해결하기 어렵다고 생각합니다.
그림 1 메인 마인 동력 전달 장치 구성 변경
위의 표는 일본 Deloitte Consulting Co., Ltd.가 유럽, 미국, 일본, 인도 및 기타 5 개국의 시장 변화에 대한 예측 결과를 보여 주며, 전기 자동차의 전반적인 추세에서 실제로 예측 가치는 2030 년까지 비교적 완만 한 것으로 볼 수 있습니다. Nikkei Online 이 예측을 사용하여 일본의 HEV 보급 곡선을 참고하여 실제 가능한 값을 계산합니다. 2025 년까지 전 세계적으로 4 백만 대, 2030 년에는 약 1 천만 대에 도달 할 것으로 예상됩니다.
그림 2 리튬 이온 전지 가격 전망 (셀 가격은 2022 년까지 100USD / kWh까지 하락세 지속)
다양한 연구 기관의 EV 요금 산정은 2030 년까지 1.6 %에서 26 %로 매우 다양합니다. 물론 석유 회사는 작은 회사를 만들지 만 20 %가 넘는 회사는 재정적 회사가 될 것입니다. 극단적 인 가치, 일본의 산업 분석가들은 일반적으로 그 값이 약 10 %라고 믿습니다.
따라서 일본의 자동차 업체들은 EV 준비에 충분한 시간을 갖고 있으며 반대로 EV 비율을 약 10 % 정도로 낮추면 EV를 완전히 돌리고 엔진 사업을 굴절시키는 것은 매우 위험합니다 기존 엔진 사업의 이익.
2040 년 자동차 대전보고
일본 제조업 자들이 동원하기를 열망한다면 중국의 상황을 사용할 위험을 무시할 수 없으며 EV 기술을 보편화하고 엔진 기술의 조기 출시를 통해 저비용 무기를 실현함으로써 중국의 부상을 능가 할 수있다.
중국의 NEV 규제는 일본 제조업체들과의 대립에 대한 강한 인식을 가지고 있으며 중국의 대전 대책은 대기 오염 개선을 목표로하고 있지만 진정한 해결책이 될 수있는 HEV 차량은 제외됩니다 중국 경보는 Toyota, Honda 등을 활용합니다. 결과적으로 일본 제조업체들은 2030 년경에 중국과 유럽의 대전 전략과 경쟁 할 수있을 것으로 기대할 수 없습니다 (중서부 자동차 산업 협회 타카오 나카시로).
반면에, 중국과 유럽 사이의 상황의 대전은 일본 업체가 무력하게 할 필요가 없습니다. 2017년 12월 도요타 일본 배터리와 제휴를 발표, 그것은 건물에 의존하지 않는 전기 자동차 배터리의 핵심에 일본의 동맹을 구축하기위한 것 같다 중국의 메커니즘.
생산 규모는 직접 리튬 이온 배터리의 경쟁력에 대해. NEV의 통합의 맥락에서 중국어 제조업체, 많은 투자를하고있다 때문에 세계에서 가장 비싼 리튬 이온 배터리를 제공하기 위해 1920 년대, 중국 배터리 제조업체의 가능성이 가장 높은 자동차 산업에서 대규모 생산 계획, 부품 조달 원칙의 관점은, 희망이지만, 일본의 주요 구성 요소의 공급이 중국의 강한 감각을 저항 할 경우, 중국에서 배터리를 구입하는 큰 위험이 있습니다 도요타와 파나소닉의 협력, 우리는 중국어 제조 업체의 등장 이후, 노력이 일본에서 구입 한 제품의 안정적인 세포 포인트를 통합 할 수 있다고 말할 수 있습니다.
2050 세계 CO2 배출량의 90 %에 비해 2010 년에 감소 될 필요가 있기 때문에 2040로 보면, 주류의 대부분은 EV의 비율은 연구 기관에 의해 30 %를 초과 할 생각을 예측하는 것은, 예측하는 역 계산을 수행하는 '푸시 다운'될 가능성이 함으로써 EV 비율을 요구하는 것은 약 30 %에 도달해야합니다. 물론, 세계 수준을 목표로해야입니다 지구 온난화에 대한 대책을 고려.
모터는 고속 고효율의 분야에 집중
전기 화는 하루 아침에되지 않지만 HEV의 비율이 급격하게 증가 할 것이다. 48V 저전력 쉽게 HEV의 유럽 주요 추진을 2020 년, 이전 십 년간 폭발적인 성장을 보여줍니다 반 중순 2030 년까지 1000 만 대 규모에 도달 할 것이다 3,000 만 대 규모에 도달했다. 2030 년에는 Toyota 및 Honda의 강력한 고출력 HEV가 점차 1,000 만 대까지 증가하고 2020 년 이후에는 고출력 48V HEV가 출시되어 시장을 주도하게 될 것입니다 개발.
대전 침투 관하여 PHEV.보기 연구 기관도 2028 최대 값의 크기에 따라 600 만에 도달 JP 모건 증권, PHEV가 침체 될 것으로 기대 두 파벌로 나누어 볼 수있는 가장 어려운, 정체 후가됩니다 예상된다. 이 뷰는 주로 미국과 중국의 환경 규제를 기반으로 대신 PHEV의 EV의 인기를 강조한다. 다른 한편으로는, 딜로이트 Tohmatsu (딜로이트 Tohmatsu) 컨설팅 회사는 2040 크기 1300 만대의 주요 시장에서 2030 PHEV 60 만 달러에 도달 할 것으로 예상 대만, 주로 높은 전력 요구 사항 및 PHEV 대한 단순화 된 형 HEV 형식 변환의 계정.
배터리 측면에서 볼 때 중국 제조업체의 부상으로 리튬 이온 배터리 가격은 점진적으로 낮아지고 고체 리튬 이온 배터리는 실용화 될 전망이다 (그림 3). 도요타는 2020 년 중반에 완전 - 고체 배터리 가장 급진적 인 계획이지만 충전 시간이 단축 될 수 있으며 에너지 밀도가 크게 높아질 수 있습니다.
도표 3 전해액 경화는 긍정적이고 부정적인 재료 기회를 전환하고 있습니다
2020 년 상반기에는 황화물 고체 전해질을 사용하는 배터리가 등장 할 것이고, 그 다음에는 양극 및 음극 재료가 새로운 재료로 대체 될 것이고, 결과적으로 에너지 밀도가 크게 증가 할 것입니다.
물론 처음 상용화의 전지의 전해질은 액체로부터 고체로 대체되어, 고체 전해질의 농도는 전해액의 안정성을 쉽게 향상시킬 수 있기 때문에 양 및 음의 전극 재료의 큰 전류 용량 밀도가 적합 할 수 있도록, 용량을 증가시킬 수있다 전 고체 전지의 사용은 황화물 고체 전해질, 여전히 양성 및 음성 종래 삼원 재료 및 흑연 전지의 에너지 밀도는 주로 충전 시간을 단축하기 위해, 크게 개선 될 수 있지만.
2030 년에 양극 활물질은 황 (S)을 사용하며, 리튬 금속 음극 물질을 가진 리튬 황 배터리는 현재 수준의 거의 3 배인 700Wh / kg의 에너지 밀도에 도달 할 수 있으며, 2030 년 이후에는 "공기극" 네거티브 완전 고체 리튬 공기 배터리 인 리튬은 목표 에너지 밀도를 달성 할 수있는 큰 가능성이 현재 1500Wh / kg 수준의 5 배 이상입니다.
2030 년까지 모터 개발의 초점은 고속 작동의 효율성 향상에 초점을 맞출 것입니다 .100km / h를 초과하는 속도로 주행하는 기존 EV는 배터리 외에도 모터 효율 (그림 4),이 문제에 대한 강력한 해결책은 작동 속도 범위에 따라 자속 밀도를 변경할 수있는 가변 자속 모터의 실제 적용입니다.
고속 회전 영역의 그림 4 모터는 비효율의 최대 약점입니다.
현재, 고속 회전 영역에서 계자 약화 제어가 필요하기 때문에 100km / h 이상의 고속에서의 전기 자동차의 효율은 크게 감소 될 것이며, 고속 영역의 효율을 향상시키기 위해 가변속 자속 모터의 개발이 크게 진행되고있다.
주로 제어 약화 저하 고속 영역 효율로 수행되어야하는 모터 속도 증가, 역기전력이 커지면 회전 속도뿐만 증가되지 않도록..하지만 역방향 자석 계자 제어를 생성하지만, 전류 증가, 효율을 감소시키는 것은 수있다 자속 모터는 자계 약화 제어에 의존하지 않는 자속 밀도를 바꿀 수있다.
2030 꽃 것은 본을 사용 네오디뮴 자석 모터 일 수있다 후, 연구 자석, 180 ° C에서 두 자력 정규의 자력 차세대 진행되고, 이는 상기 모터의 상당한 소형화 될 수있다.
시즈오카 대학 과학 도요타와 공동으로 12 기반 희토류 자석 (12)의 사마륨 (SM)를 사용하여 발견 : 두 개의 유망한 재료, 희토류 원소 및 1 철 (Fe) 원소 조성비 중 하나가 있습니다. 나머지는 Fe 및 니켈 (Ni)로 구성되어 12 개 계 자석하면서 또한 자력 꽤 네오디뮴 자석을 생산할 수의 Fe 및 Ni의 자연 존재비를 사용하여 L10 형의 결정 구조로 이루어지는 자석이라고한다. 손실 자기 퀴리 온도는 550 ℃로 200 ℃ 이상의 네오디뮴 자석보다 높습니다.
2,040도. 권선 기계로서 CNT (탄소 나노 튜브)를 사용하여 구현 될 수도 교체 구리 대폭 경감 될 수있다. CNT의 탄소 나노 튜브는 탄소 원자의 수 나노 미터의 6 원 고리의 직경을 갖는 원통형 재료이다. 뛰어난 전기 전도성과 열전도도 외에 알루미늄의 품질도 절반에 불과합니다.
다이아몬드 MOSFET은 그것을 달성 할 수있다.
PCU 코어 트랜지스터 작고 효율을 달성하기 위해 사용되는 진화 실장 전력 컨버터 스위칭 회로. 현재 주류 또는 실리콘 (Si) IGBT (절연 게이트 바이폴라 트랜지스터), 그러나 탄화 규소 (SiC) 물질 MOSFET이지만 (금속 산화물 반도체가 전계 효과 트랜지스터) 인기도 2020 기대된다 (5도.). 실리콘에 비해 손실이 1/10로 감소 될 수 있고, 구동 주파수는 10 배량 이용한다. 그러나, 어떻게 현재 가격이 가장 큰 문제이다 줄이기 위해 증가 될 수 있지만 대구경 웨이퍼의 개발에 따라 가격은 계속 하락할 것입니다. 또한 2020 년에 GaN (질화 갈륨) MOSFET의 실제 응용 또한 시작될 것입니다.
그림 5 SiC 웨이퍼 제조 공정
또한 직경 150mm의 성장은 결정의 20mm 두께보다 100 시간 정도 있다고 고품질의 시드 결정의 SiC 해당 결정 성장되도록. 덴소가 기술을 개발하고, SiC를 원료 분말을 2300 ℃로.] C의 높은 온도로 가열된다. 디바이스 사진 제공 : DENSO, Nikkei의 웨이퍼 사진 제공.
2030, 산화 갈륨 뷰로의 MOSFET (Ga203는). 그것은의 SiC 또는 GaN으로보다 고가이고. 동등 이상의 스위칭 성능을 달성 할 수있는 궁극적 인 반도체 배변 공지 2,040 보낸 다이아몬드 형 MOSFET은 유량, 열전도율 등과 같은 기존 재료의 모든 물리적 특성을 능가하는 실용화 될 수 있습니다.
우리는 내연 기관의 개발에서 가솔린 엔진의 열효율이 2020 년까지 약 45 %, 2030 년까지 50 % 이상, 2040 년까지 60 % 이상에 도달 할 것으로 예측합니다. 45 %에 달하는 열쇠는 초 희박 연소입니다. 공기 - 연료의 혼합 가스를 얻을 2 배 이상에 달했다. 마쓰다 2019 (도 6)에 회사는 세계 최초의 대량 생산 될 수있다.
도 6 가솔린 엔진 급속한 발전
(A) 무한 가변 압축비기구 (2018) (B) 30 마쓰다 2019 상용화 초 희박 공연비 연소 무단 가변 압축비 엔진 달성을 갖는 제조 닛산 가솔린 엔진. 사진은 닛산과 마즈다에서 있습니다.
닛산은 2025 년경 HEV 발전 용 엔진을 개발하여 열효율을 50 % 이상으로 높이려는 목적으로 2018 년 대량 생산되는 가변 압축비 엔진을 사용하여 장거리 여행을 할 계획입니다. 절연 엔진의 개발은 2030 년 열효율을 높이는 열쇠가되었습니다. 실린더 벽을 열 차폐하는 신소재 발견으로 엔진 손실의 주요 부분을 차지하는 냉각 손실을 줄였습니다. 열회수 및 복합 사이클의 열효율은 고효율 화력 발전소와 비교하여 60 % 이상에 달할 수 있습니다.
