次世代車用技術

電動車両向け電池用炭素材料

Carbon material for electric car battery

電動車両向け電池用炭素材料

Exhibition 2018

電気自動車向けカーボン

古くて新しい、
電気自動車向けカーボン

地球温暖化対策として自動車の電動化は加速度的に進んでいます。ハイブリッド車や、電気自動車は、CO2排出量をガソリン車より大幅に削減することが期待されています。
キャタラーでは電気を貯める(蓄電)& 流す(導電)の2役を備えた高機能材料(カーボン)の開発を行っており、緻密な細孔構造のコントロールが強みです。
カーボンは古くて新しい材料であり、創業から活性炭メーカーとして培った経験が強みです。

電動車両とは電気をエネルギー源とし、
電動機を動力源として走行する自動車

ハイブリッド自動車

ハイブリッド自動車(HV)とは、通常のガソリン車とは異なり、エンジンだけでなくモーターというもう一つの動力を持っています。
そのためエンジンやモーターだけで走行できたり、エンジンとモーターの両方を使ってパワフルな走行も可能です。
モーターを動かす電力は、エンジンやブレーキなどの動力を電気エネルギーに変換することで得ています。
外部から電気を充電できないため、もし電気走行中に電力がなくなってしまった時にはエンジンが自動的に動きだし、電気エネルギーを蓄えはじめます。

プラグインハイブリッド自動車

プラグインハイブリッド自動車(PHV)は、HV自動車とは異なり外部から電気を充電できます。
これがHV自動車と大きな違いです。そのためPHV自動車は補助的な意味でエンジンがついています。

※1「PHV」と「PHEV」、2つの呼び方がありますが、技術的な違いはなく、自動車メーカーにより呼び方が異なるだけです

電気自動車

電気自動車(EV)は、英語でElectric Vehicleといい、「電気の乗り物」という意味です。
モーターだけでクルマを動かしますので、使用するエネルギーは100%電気です。
ガソリンで動くエンジンが搭載されていないため、給油することができません。
エンジンが無いので、大きなエンジン音や振動もありませんし、排気ガスが無いのでマフラーもありません。
電気は公共設備として設置された充電スタンド、もしくは家庭用コンセントから充電します。
公共設備での急速充電は、車種によりますが約30分程度で完了するので、マンションなど家庭用設備を設置できない場合でも、日常で使う分の電力は十分賄うことができます。

Zero Emission Vehicle
排出ガスを出さないクルマの構想

Zero Emission Vehicle 排出ガスを出さないクルマの構想

ZEV(Zero Emission Vehicle)とは、排出ガスを一切出さない電気自動車や燃料電池車を指します。
カリフォルニア州のZEV 規制は、州内で一定台数以上自動車を販売するメーカーは、その販売台数の一定比率をZEVにしなければならないと定めています。
ただし、電気自動車(EV)や燃料電池車(FCV)のみで規制をクリアすることは難しいため、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)など、排出ガスが極めてクリーンEVな車両などを組み入れることも許容されています。

2018年ZEV規制の強化がはじまる

2018年ZEV規制の強化がはじまる

ZEV規制とは、米国カリフォルニア州大気資源局(CARB:California Air Resources Board)が施行している制度です。
州内で一定台数以上自動車を販売するメーカーに対し、ZEVを一定比率以上販売することを義務付けています。
これは、カリフォルニア州の公共交通が乏しくクルマの利用者が多いことと、地形的な特徴から、大気汚染が全米で最悪な地域といわれているからです。

2012年時点では、カリフォルニア州で年間6万台以上販売する自動車メーカー6社(GM、フォード、クライスラー、ホンダ、ニッサン、トヨタ)がZEV規制の対象でした。
ところが2018年型以降、販売台数が中規模のメーカー(BMW、メルセデス・ベンツ、現代・起亜、マツダ、フォルクスワーゲン、スバル、ランドローバー、ボルボなど)もZEV規制が適用されることになりました。
加えて、アリゾナ、コネチカット、メイン、メリーランド、マサチューセッツ、ニュージャージー、ニューメキシコ、オレゴン、ニューヨーク、ロードアイランド、バーモントの各州にもZEV規制が適用されるようで、この問題をクリアしない限りアメリカにおける自動車販売は危機的な状況を迎えることになります。

また、2018年以前のZEV規制では、ハイブリッド自動車(HV)、天然ガス車、低燃費ガソリン自動車もZEV対応車と認められていたが、2018年以降はこれらを認めず、電気自動車(EV)、燃料電池車(FCV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)に限定されることになりました。
したがって、ZEV規制の対象となる自動車メーカーはEV、FCV、PHV のいずれかを開発しなければなりません。

次世代車のトレンドはPHVが本命

次世代車のトレンドはPHVが本命

ZEV規制対象自動車メーカーは、規制をクリアするために、電気自動車(EV)、燃料電池車(FCV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)を開発することが必須となっています。
現状、EVはバッテリー価格や、航続距離で課題があり、FCV は車両価格、水素供給インフラに課題があるため、一般ユーザーは購入しにくい状況です。
市場の課題をクリアしないといけない自動車メーカーは、専用開発が求められるEV FCVの開発よりも、既存のベース車へのPHV導入コストの方が、圧倒的にコストパフォーマンスが優れていると考えています。

一方で、ヨーロッパでも、2020年にはCO2排出量95g/kmとする規制が始まります。
この規制は当然ながら大排気量車を多くラインアップしている高級自動車メーカーは厳しくなります。
ヨーロッパでも、EVは価格と航続距離、FCVは車両価格と水素インフラの課題があるため、PHVの必然性が大きくなっています。
アメリカでのZEV規制、ヨーロッパでの企業平均CO2排出量規制を両立させるには、自動車メーカーはPHVの開発しかないのです。これがPHV にトレンドが集中している背景です。
しかし、どの自動車メーカーも、EVほどではないにしてもリチウムイオン電池の供給の問題が存在しています。
当社のカーボンは、リチウムイオン電池の重要な材料であり、加速に影響する" 出力" を向上させることを期待されています。

PHVを走らせるリチウムイオン電池

PHVを走らせるリチウムイオン電池

リチウムイオン電池(lithium-ion battery)は、化学的な反応(酸化・還元反応)を利用して直流の電力を生み出す電気デバイスです。
電池の内部はリチウムイオンを貯蔵する負極と、リチウムと反応して電子の受け渡しをする正極に分かれており、充放電の際にリチウムイオンがせわしなく動きまわるのがリチウムイオン電池です。
正極、負極、電解質それぞれの材料は用途やメーカーによって様々ありますが、代表的な構成は、正極にリチウム遷移金属複合酸化物、負極に炭素材料、電解質に有機溶媒などの非水電解質を使用しています。

※リチウムイオン二次電池、リチウムイオンバッテリー、Li-ion 電池、LIB、LiB ともいいます。

PHVを走らせるリチウムイオン電池

自動車用に特化した炭素材

当社は電池の構成材料であり、電気を貯める機能材料である炭素材料について開発を進め、電池の反応場である空間(細孔)をナノメートルサイズで拡大・制御する技術により電気を大幅に貯めることが可能となりました。

カーボンの導電性を利用して自動車の加速に影響する“出力”を向上させます

当社炭素材の特長:細孔径の拡大と導電性を賦与することで、出力を上げることが出来ます。

当社炭素材の特長

お客様から“キャタラー” が選ばれることが課題

お客様から“キャタラー” が選ばれることが課題

大気浄化法改正法(マスキー法)の制定される3年前、1967年に産声を上げたキャタラー。
我々の挑戦は、すでに50年が経過し、技術と実績は広く世界に認められるまでに至りました。
キャタラーの目指すゴールは「持続可能な循環型社会をつくる」ことであり、クリーンな地球をまもりつづけること。
キャタラーが追い求める未来は「実現できない夢」ではなく、「結果をもたらす現実」です。自動車用電池部材の市場へのアプローチの強化を進めます。

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