EVはエンジンがなくても冷却が必要だった！　冷やさなきゃならない理由と３つの方法とは

この記事をまとめると

■エンジンがないEVも冷却な必要な場所がある■冷却方法は現状、空冷、水冷、冷媒直接冷却の3つ■それぞれのメリット・デメリットを解説

バッテリーや動力用モーターなどの冷却が必要！

　燃料を燃やして動力源とする内燃機関の場合、エンジンの冷却は必要不可欠なものとなっているが、電気モーターとバッテリーによるEVの場合、当初、冷却の必要はないかもしれない、と考えられる場合もあった。しかし、実際に大電流を取り回すEVでは発熱の問題が避けがたく、上昇した温度を下げるための冷却システムが必要不可欠となっていた。　EVの発熱箇所は、バッテリー、ハーネス（配線）、インバーター、動力用モーターと、電気が流れるすべての個所が発生源として該当することになる。これが過熱すると、モーターならコイルの焼き切れ、各部の焼き付き、バッテリーの場合は火災の可能性（リチウムイオン）もあり、発熱に対して適切な冷却の必要性が鮮明となった。　では、実際にどんな冷却方法があるのかといえば、現状、空冷、水冷（液冷）、冷媒直接冷却が使われている。それぞれが持つメリット、デメリットについて触れてみよう。　まず、空冷だが、これはエンジン冷却の場合と同じで、部品点数が少なくシンプルな構造で仕上げることができる。部品点数が少ないということは、故障の可能性も少なく、システムの重量が軽くなることを意味している。また、構造によっては冷却気の循環に動力を不要とする場合もあり、走行用バッテリーの電力セーブにも貢献する。

現状では水冷が幅広い使用用途に対応している

　一方、空冷は周辺の温度に影響を受けるため、冷却効果が一定にならないことが挙げられる。真冬で外気温が氷点下の場合と、猛暑日で外気温が40度近い場合とでは、当然ながら冷却性能に大きな隔たりが生じることは明らかである。　水冷（液冷＝油冷の場合も考えられる）は、冷却効果が計算できるため、冷却する各ユニットを一定の温度に保つことができるが、冷却液を循環、それを冷却するための装置（ラジエター機能）が必要で、空冷に対して部品点数、システム重量の増加は避けられない。また、冷却液を循環させるための動力も必要で、このエネルギーは走行用バッテリーから消費されることになる。　冷媒直接冷却は、その名のとおりエアコンシステムの冷却冷媒を利用する方式で、冷却性能が高く、システムもコンパクト（エアコン＋αのレベルで考えてよい）、温度管理も容易で、冷却能力も高い。一方、冷間時にバッテリーを温めることはできず、この点では他の方式と比べて不利な要素となる。　バッテリーは、高温でも低温でも不安定となり、発熱するという状態から冷却面だけを考えがちになるが、極低温下では容量が低下し、所期の電力を取り出すことができなくなる。この場合、適正温度への温暖化機能が必要となる。　EVは、回生作用によってエネルギーを回収することができ、こうした意味ではバッテリーに要求される働き、効率化も大きな問題となっているが、各部で発熱した熱エネルギーをどう処理するかも大きな課題のひとつとなっている。こうした意味では、冷暖両方向での安定した使用が可能となる液冷方式が、現状では、幅広い使用用途に対応した冷却システムと考えられている。