2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータル電気自動車の国際基準化の状況日本の基準から国連の統一基準へ 2010.10.22　No.920 １．電気自動車にかかわる基準２．日本の基準の概要 2.1　ハイブリッド・プラグインハイブリッド車の燃費測定法 2.2　水素燃料電池自動車の基準 2.3　電気自動車、電気ハイブリッド自動車における感電防止 2.4　「静かな車」対策－車両接近通報装置の要件３．国連での国際基準制定の状況４．今後の課題１．電気自動車にかかわる基準 1980年代から日米欧では化石燃料の次の自動車の動力源／燃料源として電気自動車への関心が高まり、いくつかのプロジェクトが発足していた。この動きはその後の自動車環境の変化による排出ガス規制の強化や燃費向上の世界的な圧力により加速され、今日に至っている。その多くは従来型の電気自動車とそのインフラの改良による実用化を目指すものであったが同時に技術の進歩により動力源、燃料源が多様化し始めたのも大きな特徴である。現在、市場で販売されているいわゆるハイブリット車やバッテリ動力源の電気自動車だけでなく色々な組み合わせの電気自動車が発表され実用化が進められている。電気自動車の基準をまとめるにあたってこれらの組み合わせを整理すると表－1のようになる。表－１　電気自動車　基準から見た分類動力源 A. 内燃機関エ B. 電動モーター化石燃料(ガソリン、軽油) - - ルガス燃料(CNG,LPG) - - ギ電池 - EV 水素燃料電池 - HFCEV ネ C. A+B ハイブリッド、プラグインハイブリッドー源 - 表に示すように多様なエネルギー源の実用化により各種の組み合わせの自動車が市場に出回り初めており、環境面だけでなく安全面なども含めて各種の基準が必要となっている。これらの組み合わせに対応した、いわゆる電気自動車の基準の現状と今後の課題をまとめる。基準を考えるにあたって安全レベルの確保や騒音・排出ガスなどの環境性能向上については従来ものと同様であるべきである。しかし、一方で衝突時の高電圧に対する配慮や水素ガス特有の問題、プラグインハイブリッドなどで特に気をつけなければならない充電時の問題などについては電気自動車特有の問題であるのでわが国も含めて基準の整備をしているところである。これらの電気自動車特有の問題を解決する基準について我が国の現状、国連におけるUNECE/WP29での統一基準の作成状況や今後の動きを以下にまとめる。さらに電気自動車の場合、エネルギー源の特異性から従来のガソリンスタンドとは異なる道路環境インフラが求めら http://www.marklines.com/ja/report/rep920_201011 1/8 2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータルれており、電池そのものの交換、リサイクルなど将来解決すべき点も多々ある。純粋な電気自動車やプラグインハイブリッドなどではその充電システムにかかわる共通規格の制定や道路インフラとの情報交換の必要性など検討すべき課題が多い。そのほかに電気自動車特有の問題として最近クローズアップされているのが、エンジン音がしないために引き起こす「静かすぎる車」による事故対応である。我が国や米国などで現在規制が実施されているが国連の場でも検討が開始されているのでその状況をそれぞれの項で説明しておきたい。２．日本の基準の概要日本では、少量ではあるが、鉛バッテリを搭載した電気自動車が継続生産されていた時代もあり、電気自動車の歴史は長い。しかし特別な基準が整備されていた訳ではなかった。バッテリの性能が十分でなかったこと等の理由から、大量普及に至っておらず、基準整備の必要性も低かったと思われる。 2.1　ハイブリッド・プラグインハイブリッド車の燃費測定法パワーエレクトロニクス技術が急速に進歩し、バッテリの性能が向上してきたことを背景に、量産型の電気ハイブリッド自動車が世界に先駆けて世に出たのは、気候変動枠組条約第3回締約国会議（COP3）が京都で開かれた年（1997 年）である。駆動用バッテリを搭載し、電気モータとガソリンエンジンの二つの動力源を持つことから、この技術を正しく評価できる排出ガス、燃費の測定法が必要であった。そこで、従来のガソリン車の試験法に改良を加え、新しい燃費基準が整えられた。図－１　ハイブリッド自動車の構造例（東海東京証券ホームページより：http://www.toyota-fss.com/fund/hybrid/02.html）図－１に示すようにこのハイブリッド方式では、ガソリンの燃焼エネルギーを内燃機関で動力に変え直接使用するか、あるいは発電機を介して電気に変換して使用する。その際、余分に発電された電力はバッテリに蓄えることが出来、また内燃機関のみでは動力が不足する場合はバッテリに蓄えた電力を電気モータで駆動に用いることが出来る。したがって、この自動車の性能を従来のガソリン車と比較するためには、試験の前後においてバッテリへの電気の出し入れが無い中立な状態で性能評価する必要がある。燃費評価におけるこの概念を図－２に示す。図－２　ハイブリッド自動車の性能評価法概念 http://www.marklines.com/ja/report/rep920_201011 2/8 2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータル加減速やアイドルを含む実用状態に近い運転条件で一定時間走行する。その際の走行前後でのΔSOC（バッテリに流入した電気量と流出した電気量との差）を横軸に取り、燃費率（ｋｍ／L）を縦軸に取り、走行結果を散布図に表したのが図－２である。電池からの持ち出しが多ければ、燃費は良くなる。一方、電池への充電量が多ければ燃費が悪くなる。ここから、ΔSOC＝０となる点を推定して，この車の燃費率とする。その後、電気ハイブリッド自動車をより電気自動車に近づけるための技術開発が進んだ。従来の電気ハイブリッド自動車よりも大きなバッテリを搭載し、家庭のコンセントなどからバッテリを充電できるプラグインハイブリッド自動車がそれである。図－３　プラグインハイブリッド自動車の概念資料：河合英直(2008)「電気動力ハイブリッドシステムの評価に関する取り組み」 http://www.ntsel.go.jp/kouenkai/h20/20-06.pdf 図－３に示すように走り始めはほぼ電気自動車として振る舞うが、バッテリ容量が低くなるとハイブリッド自動車としてガソリンエンジンも多用して走行する。このプラグインハイブリッド自動車を正しく評価するための尺度や試験法を基準として定める必要があり、2009年8月に日本独自の評価手法が策定された。その評価基準は・プラグインハイブリッド自動車特有のEV（電気自動車）走行距離、・プラグインハイブリッド燃費率、・電力消費率などの定義に基づき定められたものである。 2.2　水素燃料電池自動車の基準 http://www.marklines.com/ja/report/rep920_201011 3/8 2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータル一方、地球温暖化に代表される環境問題、石油資源枯渇に起因するエネルギー問題を抜本的に解決できる技術として、2000年代前半に水素燃料電池自動車が脚光を浴びた。この開発・普及がブームになり、日本政府もこれを積極的に後押しした。この自動車を大量普及するためには、政府認証のための基準が不可欠なことから、これを整備する事になった。水素燃料電池自動車とは、高圧ガス、あるいは液化ガスの状態で車両に搭載した水素を用いて、車上で発電を行い電気モータで走行する自動車である。したがって、燃えやすい水素を如何に安全に車両内に搭載するか、高電圧回路を持つ車両の電気安全を如何に保つかが課題となる。水素安全に関しては、水素センサー（水素ガス漏れ検知器）の搭載が義務付けられており、水素が漏れた際に検知しやすい位置にセンサーを搭載して、水素漏れを検知した場合には燃料供給を遮断するとともに運転者に警報しなければならない。（図－４）図－４　水素センサー（水素ガス漏れ検知器）の取り付け位置資料：道路運送車の保安基準の細目を定める告示【2005.03.31】別添100 (圧縮水素ガスを燃料とする自動車の燃料装置の技術基準) http://www.mlit.go.jp/jidosha/kijyun/saimokubetten/saibet_100_00.pdf また燃料電池自動車の排気の中に使用されなかった水素が混入するので、燃焼などの危険を避けるため排気中の水素濃度を４％以下とすることが義務付けられた。衝突安全性については通常の自動車と同様な衝突試験時にある一定量以上の水素燃料のもれは許容されない規定となっている。燃料搭載については、高圧ガス保安法に適合した高圧容器を搭載する規定になっており、落下試験や繰り返し充填試験、耐腐食試験など厳しい検定に合格した容器のみが搭載可能である。燃料電池は、薄い高分子膜の片側に水素、反対側に空気中の酸素を供給することにより、水の電気分解の逆の原理で発電するが、高分子膜が水で湿っていなければ電気を起こせない。したがって、高電圧と水が共存することになる。このため高電圧安全についても漏電保護のための規定が整備された。このようにして、2005年3月に世界で初めて、水素安全と電気安全に関する燃料電池自動車の基準が定められた。 2.3　電気自動車、電気ハイブリッド自動車における感電防止先に述べたように日本に古くから電気自動車は存在したものの、大量普及には至っていなかった。電動車両として大量普及したのは電気ハイブリッド自動車からである。しかし高電圧回路を持ち、モータを動力源とする自動車の台数が着実に市場に増えていることは事実であり、この点では日本は世界で最も先進的であると言える。また2000年代後半にはリチウムイオン電池に代表される高性能電池の開発が進んだこともあり、電気自動車の大量生産、普及の環境が整ってきた。そこで、電気自動車、電気ハイブリッド自動車における感電防止に関する基準の必要性が高まり、2009年10月、日本は衝突時の感電防止を含む電気安全基準と試験法を定めた。この基準は１）通常使用時の、動力系の感電からの保護に関する要件、充電系連結 http://www.marklines.com/ja/report/rep920_201011 4/8 2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータルシステムの感電からの保護に関する要件、駆動用蓄電池に関する要件、２）衝突時の感電保護規定で構成されている。動力系の感電からの保護に関する要件は、原則として、作動電圧が直流60V以上の動力系に適用される。その内容は、直接接触に対する保護、間接接触に対する保護に関する規定と絶縁抵抗値である。直接接触に対する保護とは、高電圧部分を固体の絶縁体、バリヤ、エンクロージャ等によって覆うことにより、感電を防止する規定であり、感電保護のための警告表示が義務付けられている。間接接触に対する保護とは、導電性のバリヤ、エンクロージャ等に、危険な電位を生じないよう電線等による電気的シャシへの接続を義務付けるものである。なお、高電圧部分と電気的シャシとの間の絶縁抵抗値は、作動電圧1V当たり100Ω以上でなければならない、と規定されている。充電系連結システムの感電からの保護に関する要件も動力系と同様に、直接接触に対する保護、間接接触に対する保護、絶縁抵抗が定められている。なお、駆動用蓄電池に関する要件として、電気回路における短絡故障時の過電流による火災を防止するため、保護デバイス（ヒューズ、サーキットブレーカ等）を備えることが義務付けられている。そして、衝突試験時においても、基本的に通常時と同様に感電保護がなされている必要があることが規定されている。 2.4　「静かな車」対策－車両接近通報装置の要件電気ハイブリッド自動車の普及が進んだことから、電動モータ走行時に歩行者が自動車の接近に気づかず、特に視覚障害者には危険な状況が生じるという「静かな車」問題が喧伝されるようになった。そこで日本は世界に先駆けて、対策のガイドラインを定めた。 2010年１月以降、このガイドラインに添って車両接近通報装置を搭載した車が販売されている。この車両接近通報装置の要件概要は以下のとおりである。１）発音の方法車両接近通報装置は、少なくとも車両の発進から車速が20km/h に至るまでの速度域及び後退時において、自動で発音するものとされている。ただし、内燃機関を有する車両では内燃機関が作動しているときには発音する必要が無い。また、一時停止スイッチの装備が認められている。２）発音の種類車両の走行状態を想起させる連続音であるものとされている。ただし、以下の音又はこれに類似した音は不適当なものとして用いることができない。 ① サイレン、チャイム、ベル及びメロディ音 ② 警音器の音 ③ 鳴き声等、動物や昆虫が発する音 ④ 波、風及び川の流れ等の自然現象の音 ⑤ その他、常識的に車両から発せられることが想定できない音３）発音レベル車両の速度に応じて、音量又は音程が自動的に変化するなど、車両の動作を認知しやすいもので有る必要がある。音量は、乗用自動車、貨物自動車等それぞれの用途において内燃機関のみを原動機とする車両が時速20km で走行する際に発する走行音の大きさを超えない程度のものとなっている。３．国連での国際基準制定の状況日本や欧州（EU）、米国などでそれぞれ自動車の基準が作成され、運用されているのが現状である。しかし、生産も物流もグローバル化している自動車にとってこのような各国でばらばらの基準運用は安全や環境レベルをグローバルに改善する観点からもユーザーの利便性からも好ましくないことは明白である。このような観点から世界各国で共通の安全・環境基準を制定し、どこでもその基準に満足した自動車を登録し、使えるようにする思想（認証の相互承認）を推進しているのが国連のECE/WP29という会議体であり、その基本となっている国連の協定がUNECE 1958年協定である。 http://www.marklines.com/ja/report/rep920_201011 5/8 2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータルこの協定にはEUや我が国、豪州、など世界の主要国・地域が加盟して国際調和基準策定の努力している。なお、この協定に政治的な理由で加盟しなかった米国、カナダは同じ国連の会議体の中で1998年協定を結び、技術的な基準の部分だけを制定する作業（ｇｔｒ作成）に日本やEUとともに参加している。国連のECE/WP29の組織概要を図－５に示す。この組織は国連の欧州経済委員会の傘下に作られた会議体で、その名の示す通り歴史的には第二次大戦後の欧州大陸各国での統一基準を作成し、各国間で自由に自動車の登録が出来ること（認証の相互承認）を目指したものであった。その後、日本、南ア、豪州など欧州域外の国々も検討に参加するようになり、ここで作成されるUNECE規則は実質的に世界統一基準としての役割を持つようになった。この実績から1995年に1958年協定が改定され、欧州域外の国々も含めて、全ての国連加盟国が協定に加盟できるようになり、これらの加盟国は議決権を持つ現在の姿に改められた。わが国もこの改正1958年協定に1998年に加盟しその一員として積極的に国連の統一基準（UNECE規則）作成に貢献している。その時以来、このECE/WP29は正式に「自動車基準調和世界フォーラム」と名付けられ、世界で唯一の自動車の統一基準を作成する場となっている。図－５　国連のECE/WP29の組織概要以下、電気自動車の分野における国際基準制定の状況、今後の動向について説明する。世界に先駆けて日本で開発された量産型の電気ハイブリッド自動車が欧米に輸出されるようになり、国連の場でも排出ガス、燃費に関する基準が必要になった。そこでUNECE規則R83、R101を改訂し、電気ハイブリッド自動車に対応できるようにした。日本で開発された電気ハイブリッド自動車は外部からの充電が出来ないタイプで、これについては基本的に日本の試験法に添った基準が定められた。なお、欧州には古くから、電気自動車に簡単な発電用エンジンを搭載したレンジエクステンダーと呼ばれるタイプの電気自動車が存在した。この自動車の基準は欧州側が用意し、外部充電、有り、無し両タイプの電気自動車のための国際基準が2004年6月に整備された。その後、プラグインハイブリッド自動車が開発されてきたため、このとき整備したレンジエクステンダー付き電気自動車のための、外部充電有り電気自動車基準を改定する必要が生じ、欧州の事情を反映した改訂が2008年11月になされた。一方、先に述べたように、日本は同時期に日本独自でプラグインハイブリッド自動車の基準を検討し、その後整備したことから、現在、日本の基準を国際基準に反映させるべく活動をしている。 http://www.marklines.com/ja/report/rep920_201011 6/8 2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータル燃料電池自動車に関しては、1998年協定の下で、日米独が中心となり、日本の基準を参考にして世界統一基準（ｇｔｒ）を作成することで合意した。2007年9月に作業が開始されて、議論が続けられ。2011年に成立することを目指している。電気安全については、古くから国際基準として、UNECE規則R100が存在した。これが時代にそぐわないものであるとして、ドイツが改訂の必要性を提案したのに対し、国内基準の整備を検討していた日本が賛同し、協力して改訂作業を行った。基本的に日本の基準を反映した国際基準の改訂が2010年3月になされた。国連のECE/WP29の場で、米国の視覚障害者団体代表が「静かな車」問題を提起したのは、2008年の11月であった。これまで自動車の静かさのみを評価してきた各国政府、世界の自動車メーカーにとって少なからず衝撃的な出来事であった。現在、国連の場でこの問題を議論する専門家グループが騒音分野の専門家委員会であるGRB傘下に組織され、日本のガイドラインを参考に、国際基準化の可能性を議論し始めたところである。４．今後の課題自動車に要求される基準は衝突時の乗員の安全性、衝突回避性能、騒音、セキュリティ、排出ガス規制など多岐にわたる。それぞれの分野の中で電気自動車特有の基準が現在、国連で議論されている。国連の組織の中ではWP29傘下のGRSP、GRSG、GRPE、GRBなどでそれぞれ固有の問題の処理方法などについて検討されているところであるが、技術の進歩や市場の問題点把握、発展途上国で生産されるいわゆる電気自動車の基準など課題山積みの状態である。動力源一つを取り上げてもリチウムイオン電池の技術革新は目覚ましいものがあり、それに対応した基準整備などを推進していく必要がある。さらに商用車や二輪車もハイブリッド車、電気自動車が市場を走り始めている。CO2規制の強化に伴って今後もますます電気自動車を中心にこのカテゴリの車は増え続けることが予想される。 2010年10月開催されたパリモーターショーでは通常の展示場にも多くの電気自動車が近く発売の説明とともに展示してあり、路上での急速充電装置や自宅での充電機器とともに展示されているのが目に付いた。さらに電気自動車に特化した展示館では充電装置メーカーの展示なども多くなされ、各社の試乗車には大勢の人たちが並んでおり関心の高さを窺い知ることが出来た。先に述べたようにこれらのカテゴリの車の基準化は遅れている。国連の場で基準化の議論を加速させていくことが急務となっている。パリモーターショー展示ルノーの電気自動車 Fluence Z.E. 三菱ベースのPeugeot電気自動車 iOn 車の横のポールが急速充電器（30分でフル充電）来春よりまずは法人対象にリース販売フランス国内では規格化されており政策的に無料で利用できる http://www.marklines.com/ja/report/rep920_201011 7/8 2016/4/5 電気自動車の国際基準化の状況マークラインズ自動車産業ポータル日産Leaf 動力部カットモデル右端は充電タワー MINIの電動スクーター出典：マークラインズ Copyright(C)MarkLines Co., Ltd. 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