電気ドライブトレインは、自動車業界における極めて重要な変化を示しています。その結果、内燃機関（ICE）車に存在する多くの部品が電気自動車では不要になります。一部のコンポーネントは同様の機能を保持しますが、他のコンポーネントは新しい役割を引き受けます。この記事では、ICE と電気自動車の主な違いを説明します。
何が変わったのでしょうか？
まず、電気自動車に特有の単一要素である高電圧バッテリーから始めましょう。このバッテリーは、ICE カーの燃料タンクの電気的な役割を果たし、電気モーターに必要な電力を供給します。
電気自動車のもう 1 つの特徴的なコンポーネントは電気モーターです。その仕事は、電気エネルギーを機械的な動きに変換して車を推進することです。ただし、モーターとバッテリーは異なる電気「言語」で動作するため、相互作用は単純ではありません。高電圧バッテリーは DC (直流) を使用し、モーターは 3 相 AC (交流) で動作します。
これら 2 つの部分の間に「インタープリター」が必要であることは明らかです。この役割は、一般にインバータとして知られるパワー エレクトロニクス デバイスによって引き継がれます。
パワーエレクトロニクスは、推進中に高電圧バッテリーからの DC を電気モーター用の 3 相 AC に変換する役割を果たします。回生ブレーキ時には逆のことが起こります。高電圧バッテリーを充電するために、AC が DC に変換されます。
インバーターの効率は、電気自動車の全体的な効率において重要な役割を果たします。ただし、パワー エレクトロニクスは電気自動車の唯一の「インタープリター」ではありません。車載充電器は 2 番目の接続デバイスです。バッテリーを充電するために、グリッドからの AC 1 相または 3 相を DC に変換します。 高出力 DC 充電を使用する場合、オンボード充電器はバイパスされます。
大きく異なるもう 1 つの領域は、PTC ヒーター (正の温度係数) とヒート ポンプによる EV のキャビンの暖房です。 ICE 車両にはこれらの装置は存在しません。ICE 車両には (エンジンの熱効率が低いため) 無駄な熱エネルギーが大量にあり、その一部を客室の暖房に使用するのが簡単です。
しかし、電気自動車ではこれは不可能です。ドライブトレインの効率が高いということは、発生する熱エネルギーが最小限であることを意味します。そのため、キャビンとバッテリーに必要な熱を生成するためにさまざまなデバイスが必要になります。
DC/DC コンバータもまったく新しいコンポーネントです。このデバイスは、バッテリーからの高電圧 DC を、自動車の低電圧消費者 (ライト、インフォテインメント、電動ウィンドウ、ミラー) 用の 12V に変換する役割を果たします。
最後に、充電ソケットも電気自動車に特有のコンポーネントです。
何が違うのでしょうか？
ICE 自動車と電気自動車は両方ともエアコン コンプレッサーを使用しますが、このコンポーネントに電力を供給する方法は完全に異なります。 電気自動車では、エアコンのコンプレッサーは高電圧デバイスであり、バッテリーによって電力が供給されます。ただし、ICE カーの場合、これはエンジンのクランクシャフトから動力を受け取る機械部品です。そのため、ICE 車でエアコンをオンにすると、エアコンのコンプレッサーがエンジンからパワーを奪うため、わずかなパワーロスを感じることがあります。
どちらのタイプの車もギアボックスを使用しますが、電気自動車の場合は、いくつかの顕著な例外を除いて、はるかに単純です) 通常、速度は 1 つだけです。現在の乗用ICE車では、9速オートマチックトランスミッションがすでに普及しています。これが起こる理由については、この記事で説明します。
ブレーキシステムの考え方もICEと電気自動車では異なります。ほとんどの電気自動車では、ドライバーがブレーキ ペダルを踏むと、電気モーターが初期ブレーキを行うと同時にバッテリーを充電する発電機として機能します。これが、これを「回生ブレーキ」と呼ぶ理由です。
ドライバーがより多くの制動力を必要とする場合、従来の油圧システムが車にブレーキを掛けるまでのしきい値があります。日常のほとんどの状況において、電気自動車は従来のブレーキ システムをまったく使用しないため、ブレーキ パッドとディスクの耐用年数が長くなります。ただし、ICE カーでは、ドライバーがブレーキ ペダルを踏むたびに油圧ブレーキが使用されます。
燃料自動車と電気自動車のもう 1 つの違いは、モーター自体の単純さです。電気モーターはほとんどメンテナンスの必要がなく、可動部分は 2 つだけです。 対照的に、内燃エンジンには多くの可動部品があり、平均的な 4 気筒エンジンには少なくとも 40 個あります。オイルと燃料フィルターは定期的に交換する必要があり、タイミング チェーンまたはベルトは不可欠でメンテナンスが必要で、ポリ V ベルトはあらゆる補助コンポーネントを動かします。経験からご存知のとおり、このリストは数え切れないほどあります。
何が同じですか？
サスペンション、ホイール、タイヤに関係するすべての点は、ICE と電気自動車でかなり似ています。サスペンションを始めとして、両方のタイプの車に同じアーキテクチャが使用されています。
ICE プラットフォームに基づく電気自動車は、通常、ICE 安定車と同じサスペンション設計を採用しています。専用のEVプラットフォームをベースにした電気自動車は、ほとんどがマルチリンク、ダブルウィッシュボーン、マクファーソンストラットなどの完全独立サスペンション設計を採用しています。
もちろん、電気自動車には、余分な重量に対処するためにショックアブソーバーとスプリングが採用されています。
タイヤもICEと電動でデザインが似ています。どちらのタイプの車両にも、低い転がり抵抗特性を実現するタイヤがあります。ほとんどの電気自動車は空気抵抗を減らすために「空力」設計を採用しているため、ICE 自動車と電気自動車ではホイールが異なっていましたが、現在は異なります。最近のICEモデルの多くには、ホイール周りの乱流も軽減する「エアロ」ホイールが装備されています。一見小さな設計の違いは、車の総抗力の 1/3 に影響を与えます。
最後に、ICE と EV のステアリング システムは似ています。どちらも、関連する制御ユニットを備えた電気機械システムを備えています。電気機械システムは、レーンアシストや自動駐車などの高度な運転支援システムをサポートできるため、必須です。
結論
要約すると、内燃機関車両と電気モデルの主な違いは、推進システムが根本的に異なっており、完全に別個のコンポーネント セットが必要であることに起因します。これらの違いを脇に置くと、共通点が明らかになります。結局のところ、どちらも自動車であり、パワートレインが異なっているにもかかわらず、多くの部品が共有されています。
この重複は有利です。もし電気自動車があらゆる点でICE車と異なっていたら、そのコストは高騰し、大量導入の進みははるかに遅かっただろう。
