HEV/EVの普及本格化で車両/車体、駆動系など最適制御 

自動車用電子部品 新製品の開発活発化

 ハイブリッドカー(HEV)、電気自動車(EV)の本格的な普及を背景に、最適化に向けた電子部品の開発が活発化している。パワートレイン系、車両制御系、ボディー系、情報通信系といった全ての要素で新製品開発が進展している。

 HEV、EVのキーデバイスであるモーターは、小型で高性能化が求められている。その中で、高エネルギー積の希土類磁石が利用されている。最近では、ネオジムの価格高騰から、レアアースのネオジムの使用化率を低下して高エネルギー積を実現しようとの技術開発が活発化。さらに、レアアースレスの強力な磁石開発が行われている。

 モーターや二次電池を駆動するインバータやコンバータといった電源が必要になり、そのためのパワー用部品の開発が活発化している。高電圧メーンバッテリーから電装系14Vに変換する小型、高効率のDC―DCコンバータは、低損失フェライトの採用によるトランスの小型、高効率化などによって、水冷式、空冷式ともに小型、軽量、高効率化。

 また、モーターを駆動するインバータにおいても小型、軽量、高効率化技術が進展。リアクタはコア材料から加工技術まで新しい動きが表面化している。コア材料はケイ素鋼板、メタル系、フェライトなど様々。リアクタの小型、高効率への対応が活発化する。また、加工技術としては平角線を縦巻きするエッジワイズ巻き技術が多く採用されるようになってきた。

 コンバータ、インバータのキーデバイスである入出力平滑回路のコンデンサは、アルミ電解コンデンサにおける新製品開発が進展。小型で十分な高耐圧を持ち、出力用に低インピーダンス、入力用の高リプル電流を実現。また、設置スペースを考慮した長円形の製品が登場している。


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コンデンサバンク、カスタムで最適設計
 フィルムコンデンサは、誘電体蒸着加工技術、電極接続技術を応用した小形、低ESR、低ESL技術が進展。アルミ電解、フィルムのいずれもモジュール化技術を応用することで多彩な形状、仕様へのコンデンサバンクがカスタムで最適設計されるようになってきた。

 エネルギー回生、EV用急速充電器の蓄電用途などで注目されているのが電気二重層キャパシタ。同製品はF(ファラッド)単位の大容量で繰返し充放電が可能。しかも環境に優しいという特徴がある。HEVや、EVでは、アイドリングストップ機能において、キャパシタにバッテリーから常時電気を蓄えておき、その電気でエンジンを始動するためのスタータ駆動補助としての利用が期待される。

 また、自動車の減速(ブレーキ)時に発生する電気エネルギーを蓄えて再利用するデバイスとしての採用も可能である。

 一方、快適な居住空間を広く確保するために各種制御回路をキャビンスペースからエンジンルームへと設置場所を動かすなどで車載電装品の搭載箇所に制約が発生。さらに機電(アクチュエータ)一体化の推進などが図られつつある。

 マイコン制御で、水晶デバイスや車載用プリント配線板の搭載点数は増え、同時に抵抗器、コンデンサ、インダクタをはじめとする受動部品の搭載点数も増加基調にある。

 こうした自動車に搭載される受動部品で共通の技術要求が耐熱信頼性の確保である。これまでは125℃対応が耐熱特性で一般的だったが、最近では150℃対応が強く求められるようになってきた。


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センサーの搭載多様化
 また、自動車は電子化が進展し、エンジンや駆動系は高性能化に加え、排気ガス対策のためにコンピュータによって制御されるようになっており、センサーの搭載が多様化してきたのも大きな特徴。

 車載用センサーはエンジンルーム内では吸気温センサー、燃料噴射センサー、燃焼検知センサー、燃焼圧センサー、油圧センサー、排気温センサーなどの多くのセンサーが搭載されている。その中で、欧州のディーゼルエンジン車では排気ガス関連で高温度対応温度センサーを搭載、サーミスタ各社では600℃以上の高温度に対応した新製品開発を加速している。