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電気自動車用バッテリー(電池)の種類や寿命について解説

電気自動車のバッテリー問題について解説

地球温暖化対策の一環として普及が進められる電気自動車(EV)には、大容量の車載用バッテリーが搭載されています。

バッテリーとは繰り返し充電・放電ができる電池のことであり、電気自動車を走らせるにはバッテリーへの充電が欠かせません。EVの心臓部ともいえるバッテリーとは、具体的にどのようなものなのでしょうか。

この記事では、電気自動車用バッテリーの種類や寿命とともに、バッテリーを長持ちさせるポイントをご紹介します。電気自動車の導入を検討されている方はぜひ参考になさってください。

電気自動車(EV)のバッテリーとは

脱炭素社会の実現に向けて、走行中に排気ガスを出さないクリーンな電気自動車の注目が高まっています。

電気自動車の車体下部には大容量バッテリーが搭載され、アクセルを踏むとバッテリーから取り出した電気がモーターにいき、アクセルを離すと発電した電気がバッテリーに戻って充電する仕組みです。

ここでは、車載用バッテリーの種類や容量について解説します。

EV用バッテリーの主な種類

電気自動車に使われているバッテリーの主流は、1991年から実用化が始まったリチウムイオン電池です。

電気自動車のバッテリーは、鉛電池、ニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池の順に、電池技術の進歩とともに進化しています。

EV用バッテリーの種類と重量エネルギー密度

バッテリーの種類 重量エネルギー
密度
鉛電池 30~40Wh/kg
ニッカド電池 60~90Wh/kg
ニッケル水素電池 60~90Wh/kg
リチウムイオン
電池
90~250Wh/kg

参考:科学情報出版株式会社 EV-tech『1. EV用バッテリーの歴史』(https://ev-tech.jp/technology/battery/page004.html)

上の表は、電気自動車用バッテリーの種類と重量エネルギー密度の関係性を表したものです。重量エネルギー密度とは電池の性能を表す指標であり、1kgあたりにどのくらいの電力量をもっているか示しています。

現在の主流であるリチウムイオン電池は、鉛電池の3〜8倍もエネルギー密度が大きくなっていることがわかります。

同量の電気を充電するのであれば、エネルギー密度が大きければ大きいほどバッテリーのサイズを軽量化できるということです。

バッテリー容量と航続距離の関係性

電気自動車の場合、バッテリー容量が大きいほど航続距離(一充電あたりの走行距離)が長くなるのが一般的です。

下の表は、日産自動車の電気自動車「リーフ(LEAF)」のバッテリー容量と航続距離の関係性を表したものです。

日産リーフのバッテリー容量と航続距離

発売年 バッテリー容量 航続
距離
(JC08
モード)
航続
距離
(WLTC
モード)
2010年 24
kWh
200
km
2012年 24
kWh
228
km
2015年 30
kWh
280
km
2017年 40
kWh
400
km
322
km
2019年 62
kWh
570
km
458
km

※JC08モード:日本独自の試験方法による基準、WLTCモード:国際的な試験方法による基準

参考:日産自動車株式会社『電気自動車用リチウムイオンバッテリー』(https://www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/OVERVIEW/li_ion_ev.html)

バッテリー容量が大きくなるにつれて、航続距離も飛躍的に延長していることがわかります。

正極材料を変えたりモジュールをコンパクト化したりと、メーカーの技術によって体積を変えないまま容量のみを増やすことに成功しています。

電気自動車普及の課題はバッテリーにある?

電気自動車の普及がなかなか進まない要因のひとつに、ガソリン車との価格差が挙げられます。

電気自動車とガソリン車の価格差を縮めるために、日本ではEV導入時に補助金を受けられる制度がありますが、まだまだ「電気自動車=車両価格が高い」という認識は覆っていません

同型の電気自動車とガソリン車の車両価格を比較

メーカー名
日産
自動車
トヨタ
自動車
スバル
車種 リーフ カローラ
スポーツ
インプレッサ
スポーツ
グレード S G”X” 6MT 1.6i-L
EyeSight
(2WD)
動力源 電気 ガソリン ガソリン
車両本体
価格(税込)
3,326,400円 2,169,000円 2,002,000円

上の表は、同型の電気自動車とガソリン車の車両本体価格を比較したものです。ガソリン車同士ではさほど価格差はありませんが、ガソリン車と電気自動車の価格差は大きいことがわかります。

電気自動車の価格が高くなかなか値下がりしない理由は、搭載されているバッテリーにあります。

リチウムの埋蔵地が南米やオーストラリアに偏っていること、さらに生産技術の向上や低コスト化も十分に進んでいるとはいえないのが現状です。

ただし、リチウムイオン電池の性能は着実に進化しており、車両価格は変わらずとも航続距離は大きく延びています

日産リーフの車両価格と航続距離の推移

日産リーフ
車両本体
価格
航続距離
(JC08
モード)
2010年 約359〜
422万円
200km
2015年 約289〜
420万円
280km
2017年 約292〜
370万円
400km
2020年 約401〜
454万円
570km

参考:一般社団法人 次世代自動車振興センター『電気自動車の5つの不安にお答えします! – Q3 値段は高いんじゃないの?』(http://www.cev-pc.or.jp/what_ev/price/)

電気自動車の価格に目が行きがちですが、メーカーの努力により走行性能が大幅に向上している点も注目すべきでしょう。

電気自動車のバッテリーの寿命はどのくらい?

電気自動車に長く乗っていると、バッテリーの寿命があとどのくらいあるのか気になってくるでしょう。

電気自動車のバッテリーは消耗品であり、電気を蓄える能力が低下すれば交換が必要です。

ここでは、バッテリー交換の目安やメーカー保証をご紹介します。

交換の目安はバッテリー容量70%以下

電気自動車の場合、バッテリー容量が70%を切ってくると交換の目安といわれています。満充電でも70%を切る容量しか確保できない場合は、バッテリー交換を検討することになるでしょう。

バッテリーの寿命は、走行距離や充電回数といったさまざまな要素によって変わってきます。

自動車メーカーによってはバッテリー容量や使い方について、一人ひとりの使用状況に応じたアドバイスをおこなっています。バッテリーを長持ちさせるために参考にするとよいでしょう。

自動車メーカーのバッテリー保証・診断

各自動車メーカーでは、EV用バッテリーの容量保証や診断サービスを提供しています。EVの場合エンジン関連の点検は不要ですが、電気自動車ならではの点検が必要です。

日本を代表する電気自動車「リーフ(LEAF)」を製造・販売する日産自動車では、パワートレインに相当する重要な部品を「電気自動車特有部品」としています。

リチウムイオンバッテリーの場合、バッテリー容量の保証は「8年16万km」です。

新車登録から8年間または16万kmまでのどちらか早い方において、リチウムイオンバッテリーの容量計が9セグメントを切った場合に修理や交換がおこなわれます。

また、日産自動車には電気自動車の推奨点検として「EVバッテリー使い方診断」があります。日産独自の診断機を用いて、リチウムイオンバッテリーを長く使うためのアドバイスをしてもらえます。

車載用電池を長持ちさせるポイント

電気自動車のバッテリーは価格が高く、車両価格の3分の1程度を占めるといわれています。

電気自動車に長く乗り続けるために、高価な車載用電池の劣化はなるべく抑えたいものです。バッテリーをできるだけ長く持たせるには、どのような点に注意すればよいのでしょうか。

ここでは、バッテリーを長持ちさせるポイントをご紹介します。

普通充電器で時間をかけて充電する

電気自動車のバッテリーが劣化する原因として、急速充電設備による充電が挙げられます。

急速充電設備は30〜60分程度の短時間で充電できるメリットはありますが、一気に大容量の電気が流れるためバッテリーにかかる負担は大きくなってしまいます。

バッテリーの劣化を避けるには、普通充電器を使って時間をかけて充電するのがおすすめです。

自宅での普通充電を基本とし、必要があれば街中の充電スポットでつぎ足していくのがよいでしょう

電気自動車の航続距離は延びているため、長距離運転でなければ自宅充電だけでも十分にまかなえると考えられます。

満タンまで充電せず80%程度に抑える

電気自動車の充電は満タンになるまで充電せず、バッテリー容量の80%程度になるように調整しましょう。

急速充電設備は80%程度で充電が完了する仕組みになっていますが、遠出でなければ自宅充電でも満充電になる前にストップすることをおすすめします。

電気自動車のバッテリーは容量がなくなってから一気にフル充電するよりも、少しずつ充電していった方が劣化を抑えられます。

ガソリン車の場合はガソリンがなくなれば一気に満タンまで給油しても問題ありませんが、電気自動車は容量がなくならないうちに補充した方がよいとされています。

電気自動車の場合、リチウムイオン電池の特性に合った充電方法が大切です。

定期的に点検・メンテナンスを受ける

メーカーの点検やメンテナンスは定期的に受けることでバッテリーの状態を把握でき、各々の使用状況に合った使い方を教えてもらえます。

エンジンが搭載されない電気自動車には、ガソリン車のようなエンジン関連の点検項目はありません。

その分、バッテリー診断やEV主要システムの診断といった電気自動車のみに推奨される点検項目があります。

電気自動車の心臓部であるバッテリーを適切な状態に保つために、点検・メンテナンスはもれなく受けておきましょう

【まとめ】EV社会の実現を左右する電池技術の進歩

EV用バッテリーの歴史は初期の鉛電池に始まり、現在はリチウムイオン電池が主流です。

一般的にバッテリー容量が大きいほど航続距離は延長し、充電回数が減ったりバッテリー上がり(電欠)の心配が軽減されたりします。

リチウムイオンの高密度化や自動車メーカーの技術により体積を変えないまま容量を大きくしているため、大容量バッテリーになっても室内空間の広さは維持されています。

電気自動車の車両価格がまだまだ高いのは、リチウムイオン電池における調達の問題がひとつの要因になっていると考えられます。

近年はリチウムイオン電池に代わる次世代の蓄電池「全個体電池」の開発が進められるなど、電池技術の進歩は今後のEV社会を左右するものとなるでしょう。

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