今後のEVに必要不可欠なeAxleの現状と最新動向

トヨタのbZ4Xに採用されたことで注目を集める、アイシンのイーアクスル(筆者撮影)

トヨタのbZ4Xに採用されたことで注目を集める、アイシンのイーアクスル(筆者撮影)

近年普及が進むBEV(バッテリーEV)やHEV(ハイブリッド)など、いわゆる電動車向けの次世代駆動ユニットとして注目されている「eAxle(イーアクスル)」。

大きな特徴は、走行用の駆動力を発生する「モーター」、電力を制御する「インバーター」、モーターの回転数を調節してタイヤ(ドライブシャフト)に伝達する「減速機(ギア)」などを一体化していること。EVの心臓部といえるパワートレインの主要部品をひとつにまとめることで、小型・軽量化や省スペース化が可能となる。また、搭載が容易になることで低コスト化にも貢献するなど、メリットは多岐にわたる。

例えば、トヨタ初のBEV「bZ4X」にも搭載されるなど、最近になって国内でもイーアクスルの採用実績は進んでいる。また、欧米や中国など海外の自動車メーカーも同様で、まだまだ搭載実績こそ少ないが、今後導入される新型車は徐々に増えていくことが予想され、市場規模も拡大傾向だ。そのため、現在、国内外のさまざまな自動車部品メーカー間で開発競争が激化している。

自動車技術専門展示会「人とくるまのテクノロジー展2022 YOKOHAMA(2022年5月25~27日・パシフィコ横浜)」にも、多くの出展社から多様な仕様のイーアクスルが出展され、その注目度の高さがうかがえた。今回は、それらをいくつかピックアップしつつ、それぞれの特徴などを紹介することで、次世代EVにおける新たなトレンドに迫ってみたい。

EVの新たな心臓部eAxle(イーアクスル)とは

bZ4Xで採用されているアイシン製イーアクスルユニット(筆者撮影)

bZ4Xで採用されているアイシン製イーアクスルユニット(筆者撮影)

まずは、イーアクスルについて、もう少し捕捉しておこう。EV駆動システムやEV用トラクションユニットといった別目も持つイーアクスルは、BEVやHEVはもちろん、PHEV(プラグインハイブリッド)やFCV(燃料電池車)など、モーターを使用する次世代電動車であれば、どのようなタイプにも使える。幅広い車種での利用が期待できるため、生産する自動車部品メーカーとしても、開発や生産のコストを低減できるなどのメリットを生む。

アイシンは、「高効率」「小型化」をテーマに「3世代構想」で開発を進める(筆者撮影)

アイシンは、「高効率」「小型化」をテーマに「3世代構想」で開発を進める(筆者撮影)

特徴は、前述の通り、モーターやインバーター、減速機を一体化することでユニットをコンパクトで軽くできることだ。とくに自動ブレーキなど先進安全機能の進化により、センサー類など車両に搭載する部品点数は増加の一途をたどる。さらに将来的に実用化が期待される自動運転車では、より部品点数が膨大となることが予測され、各部品の小型化は必須だといえる。

また、BEVの場合は、1回の充電で走行できる距離を伸ばすことも課題だが、搭載部品を軽量化することは全体の車両重量の抑制につながり、電費の向上に貢献するだろう。

トヨタbZ4Xに採用、アイシンのイーアクスル

インバーター内臓トランスアクスル(筆者撮影)

インバーター内臓トランスアクスル(筆者撮影)

今回の展示会では、さまざまなタイプのイーアクスルが出展された。なかでも「アイシン」のブースでは、「デンソー」や「BluE Nexus(ブルーイーネクサス、2019年にアイシンとデンソーが共同設立した新会社)」と共同開発し、トヨタ・bZ4Xに採用されたモデルを展示した。

イーアクスルのモーター部(筆者撮影)

イーアクスルのモーター部(筆者撮影)

モーターとインバーター、トランスアクスル(トランスミッションとデフを一体化した動力伝達機構)をワンユニット化したこのイーアクスルは、インバーターをトランスアクスルへ内蔵するビルトイン構造の採用や、モーターの小型化などで、大幅なコンパクト化を実現していることがポイントだ。

トヨタブースに展示されていたbZ4Xのシャーシ(筆者撮影)

トヨタブースに展示されていたbZ4Xのシャーシ(筆者撮影)

また、ユニットの内の最適な冷却に加え、熱マネジメント技術の採用などにより、出力密度を向上し、長時間かつ高トルクで出力可能な高い動力性能を実現している。最高出力は、FWD(前輪駆動)車向けフロントユニットが150kW(203.9ps)、4WD車向けのフロントおよびリアユニットがそれぞれ80kW(109ps)を発揮する。

シャーシ構造の開設(筆者撮影)

シャーシ構造の解説(筆者撮影)

なお、bZ4Xと共同開発された兄弟車のスバル・ソルテラについても、正式なアナウンスこそないが、生産はトヨタの国内工場であることもあり、イーアクスルについても同様のユニットであることが推察できる。

レクサスのUX300eでもアイシン製を採用

ほかにもレクサス・ブランド初となるBEVで、コンパクトSUVタイプの「UX300e」にもアイシングループ製イーアクスルを採用。また、2022年秋頃に日本発売を予定する新型SUV「RX」の高性能仕様「RX500h Fスポーツ パフォーマンス」では、搭載する新開発ハイブリットシステム「2.4L-T HEV」にイーアクスルを採用する。レクサスによれば、リアに高出力モーターのイーアクスルを搭載したこのシステムと、電動化技術を活用した四輪駆動力システム「ダイレクト4」との組み合わせで、レスポンスの良い伸びやかな加速などを実現するという。

さらにトヨタが2022年7月15日に世界初公開した新型「クラウン」にも、2.4L・4気筒ターボのハイブリッド車にイーアクスルを採用する。こうした動向をみてみると、おそらくトヨタやレクサスでは、今後もBEVやHEVなど、多くの新型EVにイーアクスルを採用していくことが予想できる。とくに2035年に100%BEV化を目指すレクサスでは、電動駆動ユニットを軽量・小型化できるイーアクスルのメリットを活かした新型車が、これからも続々と登場する可能性は高い。

変速機メーカー「ジヤトコ」も独自に開発を進める

イーアクスルについて説明するジャトコ●●氏(筆者撮影)

プレスブリーフィングで成長戦略などを語ったジヤトコ代表取締役社長の佐藤 朋由氏(筆者撮影)

変速機メーカーのジヤトコも電動車のニーズ拡大により、今後イーアクスルに注力していく企業のひとつだ。今回は、独自技術を投入した開発中のユニット2タイプを展示した。いずれも供給電圧300~400V、モーターの最大回転数1万6000rpm、最大出力100~150kW(136~203.9ps)などのスペックを持ち、ミドルクラスの車両向けに開発された仕様だ。

同軸タイプを採用したイーアクスル(筆者撮影)

同軸タイプを採用したイーアクスル(筆者撮影)

今回大きな注目を浴びていたのが、モーターの中心軸をドライブシャフトが貫通する「同軸」タイプだ。これは、従来型と比べ、さらなる小型・軽量化を実現するもので、遊星ギアを用いた独自の同軸構造を採用していることが特徴だ。コンパクトに作れることで車両搭載性も向上し、車体の低重心化などにも貢献する。

3軸タイプのイーアクスル(筆者撮影)

3軸タイプのイーアクスル(筆者撮影)

一方、従来からある「3軸」タイプについても、モーターのトルク密度を高めるなどで、同社製はユニットをコンパクトで軽くしていることが特徴だ。ジヤトコの担当者によれば、同軸タイプは軸に対し前後方向の幅、3軸タイプは軸方向の幅をそれぞれコンパクトにすることができるため、自動車メーカーが要求するさまざまなイーアクスル搭載位置に対応することが可能だという。

なお、ジヤトコは、2021年11月に日産のe-パワートレイン(EV向けパワートレイン)開発のパートナーとなっている。そのため、今後、日産から登場するEVに同社のイーアクスルが採用される可能性は十分にあるといえるだろう。

AAMが出展したアイペイスを搭載したイーアクスルユニット(筆者撮影)

アイペイスに搭載されたAAM製イーアクスルユニット(筆者撮影)

今回の展示会では、イーアクスルを展示した海外の自動車部品メーカーも複数あった。例えば、AAM(アメリカンアクスル&マニュファクチャリング、American Axle & Manufacturing Holdings, Inc.)では、ジャガー初のBEVであるSUVタイプの「I-PACE(アイペイス)」に搭載されたユニット「エレクトリック・ドライブ・ユニット」を披露した。

商用車向けユニットとなる「e-Beam」(筆者撮影)

商用車向けユニットとなる「e-Beam」(筆者撮影)

アイペイスは、永久磁石同期モーターと車軸を一体化したこのユニットをフロントとリアに搭載するAWD(4輪駆動)車で、最高出力は294kW(400ps)を発揮。高いトラクション性能により0-100km/h加速4.8秒という優れた動力性能を持つ。ちなみにエレクトリック・ドライブ・ユニットの場合、インバーターは別体式となっている。また、AAMでは、ほかにもインバーターも一体となった商用車向けユニット「e-Beam」も展示しており、さまざまな自動車メーカーのニーズに対応しているという。

48V仕様の小型ユニットを展示したヴァレオ

48Vイーアクセスユニットを搭載したデモカー「48Vライトeシティカー」(筆者撮影)

48Vイーアクセスを搭載したデモカー「48Vライトeシティカー」(筆者撮影)

海外メーカーでは、ほかにもフランスに本拠を置くヴァレオが、小型モビリティ向けの「48V eAccess(48Vイーアクセス)」や最大出力60kWまで対応する「スマートeDrive」、最大100~120kWに対応する「高電圧eAxle100kW」など、さまざまなタイプのイーアクスルを展示した。

ヴァレオの48Vイーアクセスユニット(筆者撮影)

ヴァレオの48Vイーアクセス(筆者撮影)

なかでも48Vイーアクセスは、最大出力13.5kW(18.3ps)の非常にコンパクトなユニットだ。ブースには、シトロエンが2020年に発売したマイクロEVの「AMI(アミ、日本未導入)」をベースに、同ユニットを搭載したデモカー「48Vライトeシティカー」も展示されていた。ヴァレオの担当者によれば、こうした展示は、商用向けなどの小型モビリティを開発するスタートアップ企業へアプローチすることが目的だという。

その背景には、海外と日本で電動ユニットの仕様が違うことが影響している。ヴァレオ担当者いわく、もともと48Vイーアクセスは、発進時や加速時にエンジンをアシストするマイルドハイブリッド車向けに開発されたユニット。海外の自動車メーカーでは採用実績も多いが、日本ではマイルドハイブリッド車は12V仕様のユニットが主流のため、48Vシステムの同ユニットの採用は難しい。そのため、国内では、前述のように、荷物運搬向けなど小型モビリティのパワートレインとして、新興メーカーなどへアプローチする戦略にしたのだという。

海外の自動車メーカーが採用しているほどだから信頼性は高いだろうし、一体型の駆動ユニットであるため搭載も比較的容易なことがメリットだ。ラストワンマイルの移動手段や近距離のデリバリー用途など、日本においても電動の小型モビリティが注目されているだけに、同社のイーアクスルが今後どう市場の反応を受けるのかが注目される。

国内で注目を集めている軽EVのイーアクスル搭載は?

「e-スマートハイブリッド」を搭載したダイハツのコンパクトSUV「ロッキー」(筆者撮影)

「e-スマートハイブリッド」を搭載したダイハツのコンパクトSUV「ロッキー」(筆者撮影)

以上はほんの一例だが、イーアクスルは国内外の自動車部品メーカーがかなり注力していることだけは間違いない。さまざまな出力やサイズがあることで、今後はより多様なタイプのEVへ導入されることが予測できる。とくに日本では、小型・軽量化できるメリットを活かし、軽自動車サイズのEV、いわゆる「軽EV」への導入もありうるだろう。

e-スマートハイブリッドの全体像(筆者撮影)

e-スマートハイブリッドの全体像(筆者撮影)

今回の展示会では、ダイハツもブース出展しており、2021年11月に発売したコンパクトSUV「ロッキー」のハイブリッドモデルに搭載したシステム「e-スマートハイブリッド」を展示していた。ダイハツでは、2030年までに国内の新型車を100%電動化する方針を出しており、今後、軽自動車のハイブリッドには、エンジンで発電しモーターで駆動する同システムを主軸にしていくという。

一方、2025年に市場投入を予定する軽BEVについて、ダイハツのブース担当者によれば、「イーアクスルの搭載も検討している」という。ダイハツは、イーアクスルを国内の他メーカーに先立って導入しているトヨタ傘下である。当然ながら、新型の軽EVについて、電動駆動ユニットを小型・軽量化できるイーアクスルを採用する可能性は十分あるといえよう。

軽EVは、2022年6月に日産が「サクラ」、三菱がその兄弟車「eKクロスEV」を発売し、いずれも売れ行きは好調だという。ライバルメーカーであるダイハツ、スズキやホンダも2024年や2025年に軽EVの市場投入を明かにしているが、後発であるがゆえ、商品力をこれら2モデル以上に高める必要性がある。それには、サクラやeKクロスEVの1充電あたり180kmという航続距離や、WLTCモード‪124Wh/kmという‬電費を超えるスペックもひとつの選択肢だろう。また、より室内を広くするなど、使い勝手のよさを高める手もある。電動駆動ユニットを軽量・コンパクトにできるイーアクスルは、それらに貢献できるポテンシャルが十分あるだけに、日産や三菱を追撃する手段として、ダイハツ、スズキ、ホンダといった他メーカーでも、新型の軽EVにイーアクスルを採用する可能性は十分にあるといえるだろう。

(平塚 直樹 : ライター&エディター)

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