EVは衝突後の衝撃リスクを軽減するためにパイロスイッチを作動させる

1世紀以上にわたり、毎分数百回の微細な爆発を精密に制御して生み出すエンジンで自動車を動かしてきた自動車業界は、今やバッテリー駆動の未来へと向かっています。しかし、それは有益な爆発が全くないということを意味するわけではありません。先月、自動車部品メーカーのボッシュは、電気自動車向けの新たな安全装置「パイロヒューズ」の詳細を発表しました。

システムが衝突を検知すると、少量の燃焼を利用して高電圧ケーブルに小さなくさびを打ち込み、バッテリーと電力電子機器間の接続を切断します。これは、救急隊員の感電リスクを軽減することを目的としています。

交通ニュースレターで最新情報を入手しましょう。こちらからご登録ください！

なぜそれが必要なのか、その理由を説明します。従来の自動車は約12ボルトの電力で動作しますが、多くの電気自動車は400ボルトを使用します。新型ポルシェ・タイカンは、その2倍の電圧を使用します。この電力増加により、自動車業界はすべての車両の安全を確保するための新たな方法の開発を迫られています。バッテリーパックと高電圧部品の慎重な絶縁に加え、自動車メーカーとサプライヤーは、衝突時に作動する様々な火工品式安全スイッチを開発しました。オートリブのパイロスイッチは、スイッチを投入して電源を回路基板から切断します。テスラは、同様の仕組みと思われる「火工品式切断におけるアーク抑制ガスブラスト」の特許を取得しています。

ボッシュのシステムは、実際に配線を切断することでさらに進化している。「これは確実な切断であり、配線を物理的に切断するのです」と、同社半導体製品マネージャーのトーステン・ケプケ氏は言う。彼のチームは、車両の減速データなどを用いて衝突を識別するチップを開発した。このチップはもともとエアバッグ用に開発されたものだが、ここでも同じ機能を果たす。システムの正確な仕組み、作動条件などは自動車メーカー次第だが、基本的な考え方は、エアバッグを膨らませる化学反応と同様に、チップが小さな爆発を起こすというものだ。だが、このシステムでは、問題の配線にくさびを打ち込む。ケプケ氏によると、各車輪にモーターが搭載されている車両であれば、最大8本のくさびを打ち込むことになるという。ボッシュは顧客名を明かしていないが、このシステムは既に路上を走る車両で使用されているとケプケ氏は言う。

パイロスイッチは比較的一般的だが、この使用例は斬新だと、ミシガン州フリントにあるケタリング大学の電気工学者、フセイン・ヒジログル氏は言う。「小さなギロチンのようなものです」。命を奪うのではなく救うことを目指しながら、ギロチンと同等の永続性も実現している。この安全重視のシステムの欠点は、事故を起こした電気自動車を修理するには、大量の配線を新たに設置する必要があることだ。つまり、おそらく多額の費用がかかることになる。「かなり高額になるのは間違いありません」とヒジログル氏は言う。

ミシガン大学でリチウムイオン電池を研究する研究者、ジェイソン・シーゲル氏は、パイロヒューズは「救急隊員にとって待望のセーフティネットとなる可能性がある」と述べている。しかし、配線を切断するという追加の手順を踏むことで、救急隊員やその他の隊員が事故車両に接近する方法が変わるかどうかは不明だ。なぜなら、彼らはこの小型ギロチンが効果を発揮したことを知らないからだ。「車内に人が閉じ込められている時、救急隊員が切断前に（電圧測定用の）フルークのメーターを取り出して、配線に通電しているか確認する姿を想像することはないだろう」とシーゲル氏は言う。

アメリカの道路では100万台以上の電気自動車が走っているが、今のところ高電圧による事故の懸念は現実のものとなっていない。国立消防庁で電気自動車やその他の新たな問題に取り組んでいるアンドリュー・クロック氏は、感電した救急隊員を知らないという。この非営利団体は過去10年間で、22万5000人の救急隊員、消防士、警察官などを電気自動車の取り扱いについて訓練してきた。比較的単純なアドバイスが効果的であることが証明されている。「切れたケーブルに近づかないことだけです」とクロック氏は言う。大破した車両から人を救出する必要がある救急隊員は、市場に出ているすべての電気自動車モデルに関する重要な情報を収集し標準化した同庁の緊急フィールドガイドを確認し、致命的なショックを与える可能性のあるケーブルや部品から十分に離れていることを確かめることができる。それらから離れていれば、「大丈夫です」とクロック氏は言う。

それでも、今後数年間で自動車メーカーが高電圧バッテリー駆動車を次々と投入していくにつれ（ある推計では2030年までに1,800万台以上が販売されると見込まれている）、さらに多くのEVが路上に捨てられることになるだろう。そして、EVの整備を担当する人々にとって、ちょっとした爆発がもたらすちょっとした保険は、決して悪い考えではないかもしれない。

WIREDのその他の素晴らしい記事