排ガスの熱エネルギーを電気に! ヤマハが進めるクルマの「熱電発電モジュール」開発とは

ヤマハと住友商事パワー&モビリティが、「排熱発電ユニット」の試験を実施。自動車の排出ガスの熱エネルギーを電気エネルギーに変えるこのユニットにより、CO2排出量削減が実証されたといいます。

排熱発電ユニットでCO2排出量の削減を実証

 ヤマハは2022年5月30日、自動車の排出ガスの熱エネルギーから発電する「排熱発電ユニット」を試験し、CO2(二酸化炭素)排出量の削減に対する有効性を実証したと発表しました。

 これまで有効活用されてこなかった排出ガスの「熱」ですが、この熱から電力を回生してオルタネーター(発電機)の負荷を減らし、さらにエンジン始動時にはこの熱を使って暖機を促進することで、クルマから出るCO2の量を削減できるといいます。

ジャガーのクロスオーバーSUV「Fペイス」。写真は2019年モデル
ジャガーのクロスオーバーSUV「Fペイス」。写真は2019年モデル

 試験は、住友商事パワー&モビリティと共同で実施。ジャガーのクロスオーバーSUV「Fペイス」(2Lガソリンターボ)に排熱発電ユニットを載せて、台上で電力回生量やCO2排出量などを測定しています。

 排熱発電ユニットは、4個のTEG(熱電発電)モジュールと、排出ガス用・冷却水用の熱交換器をサンドイッチ状に積層した構造です。

 このユニットを触媒下流の排気管に設置し、さらにエンジン冷却水を分岐してユニットまで延長・接続しています。TEGモジュールが発電した電力は、降圧コンバーターを経由してバッテリーに充電されます。バッテリーとは、既存のオルタネーターと並列に接続しています。

 試験した結果、欧州WLTPモード走行時でCO2排出量は実測1.9%(3.9g/km)削減、最大回生電力は165Wでした。さらにユニットの車両搭載位置を最適化することで、最大3.1%(6.4g/km)削減できる試算結果を得られたといいます。

 ヤマハは、電動化と内燃機関の高効率化が進む自動車市場で排熱発電ユニットのビジネスが期待できると見ており、住友商事パワー&モビリティとともに世界初の車載TEGの実用化を目指すとしています。

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