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鴻溝を越える:電動重卡500kWh+時代における極致の熱安全課題と突破の道
2025.08.16 laney.zhao@walmate.com

電動重卡の潮流が世界の物流輸送業を席巻し、「ダブルカーボン」目標に強力な原動力を注ぎ込んでいる。しかし、航続距離のニーズが急増するにつれて、単一パック容量が一般的に500kWhを突破し、さらに1000kWhにも達する超大バッテリーシステムが登場している。まるで車に「移動するエネルギー要塞」を搭載したようで、その潜在的な熱安全リスクもこれまでにないレベルに達している。「超大容量」、「急速熱蔓延」(<2分)、「超高耐衝撃」(>1500kJ)という3大極端な安全指標が重なり、業界は厳しい技術の谷間に直面している。本稿では、これらの課題を分析し、電動重卡専用の安全防線を構築するシステム的解決策を検討する。

 

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図1:短刀三層積み重ね方案

 1 - 500kWh+時代:チャンスと安全課題が共存する

a. 容量の飛躍が主流となり、重載長距離のニーズを満たすため、電動重卡のバッテリーパックは200 - 300kWhから急速に600kWh+に昇格している。大手企業は相次いで500kWh、600kWhさらには1000kWhクラスのソリューションを打ち出し、超大容量時代の到来を象徴している。

b. LFP(リン酸鉄リチウム)バッテリー技術の成熟が重要な推進力となり、その安全性とサイクル寿命の優位性から、重卡の主流選択となっている。

 

2 - 極致の安全の下での「3大課題」

a. 熱蔓延の限界制御(<2分):

・核心目標:安全設計は熱蔓延を遅延または遮断し、人員の脱出と救援のための時間窓を作る必要がある(国標GB 38031 - 2020で要求される5分間の予警など)。

・厳しい現実:500kWh+の高密度バッテリーパック内では、単一セルの熱暴走による巨大なエネルギー放出が、壊滅的な連鎖反応を引き起こしやすい。実測データによると、熱蔓延の速度は極めて速く、事例では22秒で全館が炎上し、5秒で隣接するモジュールに引火し、モジュール間の伝播最短は約44秒である

・核心難点と不足:どのようにしてモジュール間の熱蔓延を2分以上に制御するか?現在、商用の重卡システムがこの厳しい指標を公開的に承諾し検証できるものはない。

 

b. 構造耐衝撃の高壁(>1500kJ):

・核心ニーズ:満載の重卡の衝突エネルギーは乗用車をはるかに上回り、1500kJを超えるため、バッテリーパックは超高強度を備え、衝突後も完整を保ち、内部セルの損傷による熱暴走を防止する必要がある。

・厳しい現実:国内および海外の標準(如GB/T 31467.3 - 2015、UNECE R100)では、重卡バッテリーパックの衝突エネルギーのテスト閾値の定義が不明確または低すぎる。1500kJクラスの衝突テストの認証データは極めて不足しており、より高いエネルギーのシミュレーション研究(如2500kJ)があるものの、完全なシステム検証は依然として大きな課題である。

・核心難点と不足:明確な高エネルギー衝突防護の標準と十分に検証された解決策が不足している。

 

c. 二次災害の連鎖リスク(貨物爆発 & 道路癱瘓)

・貨物爆発のリスク:バッテリーの熱暴走による高温の炎は貨物(特に危険物)に引火しやすく、「バッテリー暴走→貨物発火→貨物爆発」という災害連鎖を形成する。

・道路癱瘓のリスク:リチウムイオンバッテリーの火災は鎮火が難しく(大量の持続的な冷却水を必要とする)、再燃しやすい。数十トンの重卡が道路/トンネルで発火すると、救援は複雑(高圧遮断、毒ガス防止など)で、時間がかかり(数時間に達し、影響は24時間続く可能性がある)、深刻な交通癱瘓を引き起こしやすく、社会的影響が大きい。

・核心難点と不足:対策のある定量化された道路障害除去の時間標準と効率的な応急処置システムが不足している。


3 - 防線を築く:熱事象予警システム設計:四重防護網


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表1:「感知 - 分析 - 遮断 - 応答」の全链路防護


4 - 熱管理配套方案:予警システムに力を与える

液冷システム:高効率液冷板を集積し、局部的な熱点を除去し、セル間の温度差を<3℃に維持する。

模块化設計:独立した取り外し可能なモジュール構造で、故障したユニットの迅速な交換をサポートする。

智能監視プラットフォーム:クラウドでリアルタイムにバッテリーの健康状態を分析し、予警情報を自動的に運維チームに送信する


ご参考になるために、定期に熱設計及び軽量化に関する技術と情報を更新させていただきます。当社にご関心をお持ちいただき、ありがとうございます。