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 神戸製鋼所は、異種材料で構成する電気自動車(EV)向け電池パック筐体の試作品を、クルマの先端技術展「オートモーティブワールド2020」(2020年1月15~17日、東京ビッグサイト)の「クルマの軽量化技術展」で公開した。

 電池パック筐体の構成部材として高張力鋼板とアルミニウム(Al)合金、樹脂を使い分けることで、オールAl合金製の筐体より軽くしながら、同等の強度を実現した。EVの開発を進める世界の自動車メーカーや電池パックメーカーに今回の試作品を提案し、早期の実用化を目指す。

 神戸製鋼の試作品は、米テスラ(Tesla)のEV「モデルS」のリチウムイオン電池パックの筐体をベンチマークにして開発した。同筐体はオールAl合金製で、質量は約115kg。神戸製鋼は同筐体の一部を高張力鋼板と樹脂に置き換えることで、質量を99kgまで減らしながら(約14%の軽量化)、同等の強度を実現した(図1)。

電池パック筐体の試作品
図1 電池パック筐体の試作品
モデルSの電池パック筐体をベンチマークにして開発した。写真は実物を4分割したもの。(撮影:日経Automotive)
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 Al合金と高張力鋼板、樹脂の使い方を見ると、筐体のフレーム(外枠)は6000系Al合金と引っ張り強さが1.2GPa級の高張力鋼板、底板は同980MPa級の高張力鋼板、電池モジュールを置くトレイは樹脂である(図2)。

図2 底板に980MPa級の高張力鋼板を使う
図2 底板に980MPa級の高張力鋼板を使う
(撮影:日経Automotive)
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 モデルSの電池パック筐体は、質量をできるだけ軽くするためにオールAl合金製とした。ただ、側面衝突などの衝撃から電池モジュールを守るため、フレームや底板の板厚を厚くして強度を確保した。そのため筐体の質量は約115kgになった。

 これに対して神戸製鋼の試作品は、特に強度が必要な部分に高張力鋼板を、軽さを優先する部分(非構造部材)に樹脂を使い、オールAl合金製のモデルSの筐体と比べて約14%の軽量化と同等の強度を両立した。

 異種材料で構成する試作品は、オールAl合金製の筐体よりコストは安くできるが、日産自動車のEV「リーフ」などのオール鋼板製の電池パック筐体よりコストは高くなる。今後、コストをどこまで下げられるかが、実用化のカギになりそうだ。

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