ハイブリッド燃料タンク設計における複雑性とコストの削減
電動化の進展とともに、燃料システムも進化が求められています。ハイブリッド車の高機能化により、燃料タンクはより高い圧力要求、限られた搭載スペース、強化された持続可能性目標への対応が必要となっています。しかし、多くの設計は依然として従来アーキテクチャ向けの複雑な多層構造に依存しています。性能を損なうことなく、ハイブリッド燃料タンク設計の簡素化を共に実現しましょう。
電動化は加速しています。しかし、その進展は直線的ではありません。
バッテリー式電気自動車（BEV）が拡大を続ける一方で、ハイブリッド車は移行期における重要な役割を担い、急速に進化しています。マイルドハイブリッド、フルハイブリッド、プラグインハイブリッド、そして現在では拡張レンジ電気自動車（EREV）が、グローバル市場におけるパワートレイン・アーキテクチャを再構築しています。
燃料タンク設計者にとって、これは新たな課題を生み出します。エンジニアリング要求はより厳しくなっています。より高い内圧、よりコンパクトなパッケージング、さらなる耐久性要求、そして絶え間ないコスト圧力が発生しています。
業界が従来採用してきた答えは、高密度ポリエチレンを用いた多層ブロー成形タンクです。ポリエチレン（HDPE）とエチレンビニルアルコール（EVOH）を用いた場合、機能は果たしますが、いくつかのトレードオフが生じます：
- 厚み制御の限界により、全体重量が増加
- 多層構造による高額な設備投資が必要
- 継手部分での漏れリスクが増大
- 二次加工による複雑化
電動化の拡大に伴い、このレベルの複雑性は今後持続可能ではありません。
ハイブリッド燃料タンク性能への新たなアプローチ
ハイブリッド燃料タンクは、従来の内燃機関用タンクより高い正圧・負圧条件下で運用されます。これへの対応として、設計者はインジェクション成形によるピラー・ブラケット・バッフルを用い、構造強化や燃料のスロッシュ抑制を図っています。
ブロー成形による多層システムでは、これらの機能部品は多くの場合二次組立が必要となり、コスト・重量・リスクが増加します。
インジェクション成形はこの状況を一変させます。
弊社のFuel Lock Technology（先進的なポリアミドを基盤とする、例えばDurethan® Fuel LockおよびEcoPaXX® Fuel Lock）を活用することで、単層燃料タンク設計が可能となり、機械的性能とバリア特性を一種の材料で両立できます。
このアプローチによって実現されること：
- 精度向上した厚み制御
- 機能部品のタンクへの直接インジェクション成形による統合
- 工程後処理の削減
- システムアーキテクチャの簡素化
従来のアプローチを最適化するだけでなく、ハイブリッド燃料タンクの設計を根本から再考することができます。
EREVが新たな燃料タンクアーキテクチャを必要とする理由
プラグインハイブリッドと完全なバッテリー電動車両の橋渡しとして、EREVは魅力的なソリューションを提供します。駆動輪はすべて電動モーターにより動力が供給され、内燃エンジンは発電機としてのみ機能しバッテリーを充電します。エンジンが直接駆動輪を動かすことはありません。
このアーキテクチャは日常使用時にEVに近い走行感を提供しつつ、急速な燃料補給により走行距離への不安を解消します。また、トランスミッションが不要になることで、動力伝達機構の設計も簡素化されます。ただし、燃料タンク自体が不要になるわけではありません。
実際のところ、EREVは燃料システム設計に特有の要求をもたらします。燃料タンクはより小型化され、パッケージングの自由度が縮小される中で、圧力管理は依然として極めて重要です。同時に、自動車メーカーは多様化が進む運用条件下でも耐久性を維持しながら、車両重量およびコストの低減を目指しています。
EREVの普及が拡大する中、とりわけ電動化目標の達成とインフラの制約とを両立させようとする地域において、燃料タンクソリューションはそれに応じて進化していく必要があります。モノレイヤー・ポリアミドシステムは、製造現場への負担を増やすことなく、これら新たな制約条件を満たすための有力な選択肢となります。
タンク設計の簡素化と高耐久化を実現するポリアミドソリューション
Fuel Lock Technology com優れた機械的特性と卓越したバリア性能を単一素材システムで両立します。従来のHDPE/EVOH多層ブロー成形と比較し、射出成形されたポリアミドタンクは以下を可能にします：
- 高度な設計自由度
- 必要な箇所への局所的な補強
- 設置スペースの最適活用
- 一括成形による統合構造要素
この統合は潜在的な漏洩ポイントを削減し、より堅牢なタンク構造を実現します。また、OEMおよびTier 1サプライヤーと密接に連携するため、CAE設計・透過予測から熱安定性解析・適用検証まで、開発サイクル全体をサポートします。
持続性、安定性、強度を単一素材で実現
電動化はパワートレインだけではなく、適切な材料選定が決定的な差を生み出します。
EcoPaXX® Fuel Lockは、オープンシャシーデザインにおける本質的に耐塩水噴霧性を有するタンクの魅力的な選択肢です。キャスターオイル由来の70%バイオソースモノマーを基にしており、EcoPaXX®は高結晶性、低吸湿性、化学的安定性のバランスを維持しつつ、カーボンフットプリントの削減をサポートします。本材料は要求の厳しい自動車用途下でも高性能を発揮し、より持続可能な車両プラットフォームの構築に貢献します。
単層タンクは加工の複雑性を低減し、軽量化を可能とし、車両レベルでのCO₂削減目標の達成をさらに支援します。持続性と性能は相反する優先事項である必要はありません。
よりシンプルな次世代の道筋
ハイブリッド化はマイルドハイブリッドからEREVまで進化しています。そのため、燃料システムは不要な製造上の複雑性を伴うことなく新しいアーキテクチャへの対応が求められます。
Envaliorでは、レガシー設計に挑戦するお手伝いをいたします設計要件に基づき、軽量かつ堅牢で生産性の高い燃料タンクソリューションを統合的・効率的に開発します。複雑性を低減することで、実環境下で確実に性能を発揮し、コスト削減も実現するスマートなシステム構築を支援します。