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

自動車技術の改良によるCO2排出量削減

乗用車の燃費向上の３つのポイント

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の乗用車ﾊﾟ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）

ガソリンエンジンの熱効率向上のポイント

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

自技会誌 vol.68 2014.11 特集 炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の次世代自動車への適用の展望（石川 隆司）

P.5 図３から引用

各種パワートレーンの車重とCO2排出量の関係

出典 超小型モビリティの導入促進 国土交通省（H25年１月）

超小型モビリティの導入促進 国土交通省（H25年１月）

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