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2030, 2050年における自動車技術の展望
技術担当理事 草 鹿 仁(早稲田大学)
平成28年度日本工学会シンポジウム
技術革新への戦略 〜今後の研究・開発の戦略---2030 年、2050 年に向けて〜
(公社)自動車技術会 社会・交通システム委員会 成果報告書から 抜粋
30年前の振り返り
2016 現在 2020 東京オリンピック
2027 リニア新幹線
2030 自動運転の一部実用化
2045 Computer が人間を追い越すシンギュラリティ
2050
1986 バブル経済,ショルダーフォーン,自動車用電話 1987 小型携帯電話の販売
1984 internet の試験的運用(JUNET)
1993 internetでブラウザー表示
1996 Yahoo!Japan の登場, internet の普及率3.3%
1997 初代プリウス販売
1999 シャープ 20型液晶テレビ, internet の普及率21.4%
2010 iPad , リーフの発売, internet の普及率78.8%
1986
2006 スマートフォーンの普及開始, internet の普及率72.6%
1990 JR東日本で自動改札を本格導入
1986 car of the year
2015 car of the year
1.28億人
1.24億人
1.16億人
0.97億人
FCV 100万
FCV 200万
FCV 500万
FCV 800万
FCV 1700万 IEA ETP 2012
Fig 13-18 Improve case(2DS)
FCV 2800万
FCV 3600万
IEAは、2012 ETPレポートで 電気エネルギーの充電を必要とする BEV と PHEV の普及台数を
2020年に800万台、 2030年に3700万台、 2040年に7300万台、 2050年に1億1500万台
と提言している。 (2015年の世界乗用車生産台数は約9000万台)
BEV 4600万
■FCEV ■BEV ■D-PHEV ■G-PHEV ■D-HEV ■G-HEV ■CNG ■Diesel ■Gasoline
GPHEV 500万
GPHEV 3500万
GPHEV 6200万
GPHEV 5200万
GPHEV 4500万
GPHEV 1200万
DPHEV --万
DPHEV 700万
BEV 500万
BEV 300万
BEV 1000万
BEV 1800万
BEV 2300万
BEV 3300万
DPHEV 200万
GPHEV 2400万
DPHEV 300万
DPHEV 400万
DPHEV 500万
DPHEV 600万
IEAの乗用車パワートレインへの提言
大型住宅 大型ショッピングモール 空港
スーパーマーケット/ 駅 学校/大学/中規模病院
低い建物/小規模住宅 政府機関/会社オフィス 百貨店/劇場/大規模施設 大病院
高層ビル群/マンション
近い郊外 遠い郊外 中心エリア
遠い郊外-都市間
EV
HEV
=ゼロエミッション
=低エミッション 電動スクーター
PHEV
FCV
都市部–近い郊外エリア 都市部–中心エリア
TOYOTA
ERTRAC
Honda
H2
Electrolysis
Storage
Usage
Long distance
mobility
Short distance
mobility
VW
“green”
electricity
Biomass
Solar
energy
Solar
Wind
Water
Geothermal
Hydrogen
出典:ERTRAC Energy Carriers for Powertrains
5
多様化する将来パワートレインでは
FCVは 長距離移動・都市間物流、
EVは 都市部・近距離
という使い分が想定されている
次世代車の使い分け (小型 EV HEV PHEV FCV 大型車)
Diesel Fuel
Reduction of
Friction Loss
Reduction of
Exhaust Loss
Reduction of
Cooling Loss
Improvement of
Cycle Efficiency
Reduction of
Pumping Loss
Variable compression ratio
High efficiency combustion Chemical heat
storage
Thermoelectricity
generation
Advanced air/EGR
handling system
Multiple turbo/supercharging
New materials/coating
Advanced lubricant
Advanced Waste
Heat Recovery
Advanced heat insulation
Output
55% Brake Thermal Efficiency
大型ディーゼルエンジンの高効率化
Engine
Power
Reduction of
Accessory Drive Loss
Reduction of
Traction Loss
Reduction of
Air Resistance
Reduction of
Rolling Resistance
Increase of
Energy Regeneration
Hybrid drive
Battery with
high capacity
Chemical
heat storage
Active aerodynamics
control system
Low rolling / wide single tire
Precise alignment
Gear oil temp.
control
Low viscous
gear oil
Electric auxiliary
Battery charge control
商用車の高効率化
500 1000 2500 3000 1500 2000
車両重量 (kg)
0
50
100
150
200
CO
2排出量
(g/km
)
250
300
350
400
450
500
出典 http://www.mlit.go.jp/common/001031308.pdf , 2016, 5,24
各種パワートレーンの車重とCO2排出量の関係
出典 http://newsroom.toyota.co.jp/jp/detail/4228240/、2014年11月26日 トヨタ自動車、ITS専用周波数を利用した協調型運転支援システムを2015年に導入 右折時注意喚起
(路車間通信を活用)
路車間通信の活用による交通事故の低減 〜右折時注意喚起システム支援イメージ〜
自動運転技術
Tesla Model S with Auto-pilot Equipment
トヨタ自動車、ITS専用周波数を利用した協調型運転支援システムを2015年に導入 通信利用型レーダークルーズコントロール(車車間通信を活用)
Image of Auto-stare by Auto-pilot by Tesla Motors
「エネルギーITS」で試作された3台の大型トラックによるプラトゥーン走行」 (4台目の小型トラックも自動運転可能)
隊列走行による燃費低減
出典 Energy ITS 自動運転隊列走行 Demo.2013 in つくば プレス発表用資料、 2013.2. 25、NEDO
パーソナルモビリティ
Smart Mobility for Last & First One mile トヨタ自動車株式会社 ホームページ http://www.toyota.co.jp/?ptopid=hea
出典 日本科学未來館 2050年くらしのかたち
自動車
エンジン技術
車両技術
安全
環境 利便
カーエレ技術
制御技術
HMI
社会 経済
燃料
エネルギ
物流
自動運転
情報通信 (ICT)
ITS 地域ITS
ビッグデータ
電動化
クルマの使い方・使われ方
軽自動車
街づくり
少子高齢化 高度情報化時代 豊かさの追求 アジア地域への拡大 グローバル化
石油価格変動 グローバル化 経済伸び鈍化
石油枯渇、オイルピーク 化石燃料、LNG、水素燃料 シェールオイル
ガソリン、軽油、天然ガス 燃料電池(水素燃料)
サプライチェーンマンジメント インテリジェント物流 物流構造の変化 自動運転(隊列走行)
安全運転支援技術 CACC(協調運転) 自動運転・隊列走行
つながり(connected) スマホ スマホ+カーナビ プローブカー情報 次世代VICS,ETC 路車間・車車間通信
安全・環境・利便 街づくり 高度道路交通システム ITSスポット 自動運転 ビッグデータ
地域モビリティ 公共交通との連携 大都市・中都市・小都市 山間部の“つながり” パーソナルモビリティ 超小型電気自動車
プローブ交通情報 災害時/平常時 情報提供
パーソナルモビリティ 超小型電気自動車 EV,HEV,PHEV 燃料電池 HEMS 地域エネルギ マネジメント 電力グリッド
短距離・中距離・長距離 軽自動車 カーシェアリング
パーソナルモビリティ 軽自動車比率増大 超小型モビリティ
スマートコミュニティ (HEMS、BEMS、CEMS) スマートシティ
環境
地球温暖化 CO2削減
鉄道・船舶・航空とのマルチモーダル化・公共交通との連携
社会とのつながり 経済への影響
燃料・エネルギー への影響
環境対応
物流と経済
自動車技術・ITS・ICT 地域への広がり 公共交通とのリンク
電動化とのつながり
地域社会と自動車
自動車の役割
自動車をとりまく社会要因
自動車技術周辺要因
自動車と社会・交通システム
自動車を取り巻く社会・交通状況