電気商用車が市場に参入した当初、空冷が標準的な選択肢でした。それはシンプルで安価であり、初期の配送バンに搭載されていた50〜100 kWhのバッテリーパックには十分でした。しかし、現在の商用EVは、200〜500 kWhのバッテリーパック、150〜350 kWの急速充電、そして-30℃から+50℃までのグローバルな運用環境を備えており、空冷では対応しきれなくなっています。
Applied Thermal Engineering誌（2023年、巻225、記事番号120216）に掲載された2023年の技術レビューによると、大型車両の空冷バッテリーパックはパック全体で5〜10℃の温度勾配を示すのに対し、液冷システムでは2〜3℃です。この温度勾配は、セルの早期劣化に直接つながります。最も温度の高いセルは、同じパック内の最も温度の低いセルと比較して最大2倍の速さで劣化します。
本記事では、Newbase搭載車両の12ヶ月間のフリート監視データと公開されている業界ベンチマークに基づき、水冷BTMSと空冷システムのデータ駆動型比較を提供します。
この比較には、Newbaseの水冷BTMSとBoschおよびMahleの液冷ソリューションを比較する競争ベンチマーキングセクション（セクション8）も含まれており、フリート調達エンジニアにサプライヤー評価のための実用的な参照情報を提供します。
両アプローチの根本的な物理的違いは、作動流体の熱特性に根ざしています。
地域市場の観点から見ると、スペースの節約は、シャーシのパッケージング制約がEU指令2007/46/EC（型式認証）によって規定されている欧州の都市バスや、シャーシ搭載機器のすべてのキログラムがペイロード容量を直接減少させるオーストラリアの鉱山トラックにとって特に価値があります。
| パラメータ | 空冷システム | 水冷BTMS（Newbase 10 kW） |
|---|---|---|
| 定格冷却能力 | 1-5 kW（周囲温度依存） | 10 kW |
| COP | 1.5-3.0 | >=2.5（測定値 2.65-2.85） |
| 動作温度範囲 | -10℃～50℃ | -30℃～+80℃ |
| 0℃以下の冷却 | 効果なし | あり（PTCヒーターオプション） |
| 最大セル温度（周囲温度35℃、1C放電時） | 48-55℃ | 36-40℃ |
| パック温度勾配 | 5-10℃ | 2-3℃ |
冷却能力の差は、特に急速充電中に顕著になります。150 kWのDC充電では、10 kWのBTMSはバッテリー温度を設定値から2℃以内に保ちます。同じシナリオの空冷システムでは、通常15分以内に7〜10℃の温度上昇が見られ、充電電流の derating がトリガーされます。
バッテリーパック全体の温度均一性は、長期的なサイクル寿命に最も影響を与える要因の1つです。並列接続されたストリング内のセルが異なる温度で動作すると、温度の高いセルがより多くの電流を運び、より速く劣化し、パック容量の制限要因となります。
冷却システムが消費するすべてのワットは、推進に利用可能なエネルギーを減少させます。
欧州のフリートオペレーターにとって、エネルギーコストは平均0.25〜0.35ドル/kWh（Eurostat 2024）であり、400 kWhの毎日の消費量に対する空冷システムの5〜8%の寄生損失は、車両あたり年間5,000〜8,000ドルの追加電気料金につながります。水冷BTMSは3.0〜3.5%の寄生損失で、これを3,000〜4,500ドルに削減し、車両あたり年間2,000〜3,500ドルを節約します。
空冷は冷却するだけで、バッテリーを加熱することはできません。寒冷地では、バッテリーは内部抵抗ヒーターに依存する必要があり、これは100 kWhのバッテリー容量あたり10℃の温度上昇ごとに0.3〜0.5 kWhを消費し、30〜40分かかります。
オプションのPTCヒーターを備えた水冷BTMSは、クーラントを直接加熱します。Newbase 10 kWユニットは24 kWのPTCヒーターを提供しており、クーラント量に応じて、-20℃から+20℃まで8〜10分で加熱できます。
| コスト要因 | 空冷システム | 水冷BTMS（Newbase 12 kW） |
|---|---|---|
| 初期ハードウェアコスト | 4,000〜6,000ドル | 8,500〜12,000ドル |
| 設置 | 1,500〜2,500ドル | 2,000〜3,000ドル |
| バッテリー交換（パック寿命、比例配分） | 25,000〜35,000ドル（寿命が短い） | 15,000〜20,000ドル（寿命が長い） |
| 5年間寄生エネルギーコスト | 6,000〜9,000ドル | 3,500〜5,500ドル |
| 5年間メンテナンス | 1,000〜2,000ドル | 2,500〜4,000ドル |
| 5年間総コスト | 37,500〜54,500ドル | 31,500〜44,500ドル |
水冷BTMSの5年間TCOは15〜20%低く、主にバッテリーパック寿命の長さによって推進されています。
これらのTCO数値は、内モンゴルルの大型トラックフリートデータに基づいています。欧州のオペレーターの場合、エネルギーコストの要素が高く（中国の0.12ドル/kWhに対し0.30ドル/kWh）、損益分岐点は18〜24ヶ月から14〜18ヶ月にシフトします。ディーゼル発電機充電が0.40〜0.60ドル/kWhかかるオーストラリアの鉱山オペレーターの場合、損益分岐点はさらに短縮され、10〜14ヶ月になります。
複数のサプライヤーを評価するフリート調達エンジニアのために、以下の比較は、2つの確立された欧州の熱管理ブランドに対する技術的な参照情報を提供します。
| パラメータ | Newbase 12 kW | Bosch eCooling（12 kWクラス） | Mahle Battery Thermal Management（12 kWクラス） |
|---|---|---|---|
| 定格冷却能力 | 12 kW | 12 kW | 11.5 kW |
| 測定COP | 2.65-2.85 | 2.4-2.6（公開データシート） | 2.3-2.5（公開データシート） |
| PTCヒーター（オプション） | 12 kW（標準）、24 kW（10 kWモデル） | 10 kW（最大） | 8 kW（最大） |
| 重量 | >=5 kg | 92-98 kg（バリアントによる） | 88-95 kg |
| 寸法（長さx幅x高さ mm） | 1158x604x355 | 1250x650x380 | 1200x620x370 |
| 電気統合 | 4-in-1（コントローラー、コンタクタ、ヒューズ、プリチャージ） | 2-in-1（コントローラー+コンタクタ別） | 3-in-1（コントローラー、コンタクタ、ヒューズ別） |
| IP定格 | IP67（電気）/ IP27（ユニット） | IP65（電気） | IP65（電気） |
| 通信プロトコル | J1939、CANopen、Modbus RTU（フィールド選択可能） | J1939のみ | CANopenのみ |
| カスタマイズ（OEM/ODM） | 電圧、CAN .dbc、コネクタ、PTC、エンクロージャーの色、取り付けポイント | 限定的（電圧とコネクタのみ） | 限定的（CANプロトコルとコネクタのみ） |
| 塩水噴霧保護 | 720時間 ASTM B117（標準）、304L SSフィッティング（オプション） | 480時間（標準） | 480時間（標準） |
| リードタイム（標準） | 4〜6週間 | 10〜14週間 | 10〜14週間 |
90トンの電動鉱山トラック（520 kWh LFPバッテリー）は、当初空冷システムで設計されていましたが、周囲温度38℃の積載上り坂走行サイクル中にバッテリー温度を50℃以下に保つことができませんでした。このトラックはNewbase 16 kW水冷BTMSでレトロフィットされました。
10台の電動バス（各303 kWh）で比較試験が実施されました。空冷バス5台、Newbase 10 kW水冷BTMS搭載バス5台。試験は同じ都市部ルートで12ヶ月間実施されました。
空冷ラックを使用していた500 kWhのESS（LFP、5x 100 kWhラック）を、Newbase 8 kW BTMSユニット1台を使用した液冷システムに置き換えました。このESSは、商業ビルのピークシェービングを提供します。
Newbaseは、コンプレッサー、ポンプ、コントローラー、およびすべての電気部品を対象とした3年間の包括的な保証でBTMSユニットをバックアップしています。フリート顧客向けに延長保証パッケージ（5年間）も利用可能です。OEM/ODMクライアントは、年間ボリュームコミットメントに基づいたカスタマイズされた保証条件を受け取ります。
すべてのユニットには、CANベースのデータアップロードによるリモート診断サポートが含まれています。Newbaseエンジニアリングチームは、重要なフリートの問題に対して24時間体制のテクニカルサポート応答を提供します。
国際的なクライアントのために、Newbaseはドイツ（EU）、テキサス（北米）、およびパース（オーストラリア）に地域サービスパートナーを維持しており、オンサイトコミッショニングサポート、スペアパーツ在庫、および保証サービスを提供しています。これにより、3つの地域のいずれにおいても、重要なBTMS障害に対する平均応答時間は48時間未満に保たれます。
水冷BTMSは、冷却能力、温度均一性、エネルギー効率、寒冷地性能、総所有コストのすべての重要な指標において、空冷を上回ります。12ヶ月のフリートデータと実際の導入事例は、水冷BTMSの初期ハードウェアプレミアムが、バッテリー寿命の延長、エネルギー消費量の削減、および計画外ダウンタイムの削減によって回収されることを確認しています。100 kWhを超えるバッテリーパックを備えた商用EVにとって、空冷はもはや実行可能な技術的選択肢ではありません。
確立された欧州ブランド（Bosch、Mahle）と比較すると、Newbase BTMSは、同等またはそれ以上のCOP、より高いPTCヒーター電力、より大きなカスタマイズ柔軟性、および大幅に短いリードタイムを提供し、北米、欧州、オーストラリア全域のコスト意識の高いOEMおよびフリートオペレーターにとって強力な選択肢となっています。
電気商用車が市場に参入した当初、空冷が標準的な選択肢でした。それはシンプルで安価であり、初期の配送バンに搭載されていた50〜100 kWhのバッテリーパックには十分でした。しかし、現在の商用EVは、200〜500 kWhのバッテリーパック、150〜350 kWの急速充電、そして-30℃から+50℃までのグローバルな運用環境を備えており、空冷では対応しきれなくなっています。
Applied Thermal Engineering誌（2023年、巻225、記事番号120216）に掲載された2023年の技術レビューによると、大型車両の空冷バッテリーパックはパック全体で5〜10℃の温度勾配を示すのに対し、液冷システムでは2〜3℃です。この温度勾配は、セルの早期劣化に直接つながります。最も温度の高いセルは、同じパック内の最も温度の低いセルと比較して最大2倍の速さで劣化します。
本記事では、Newbase搭載車両の12ヶ月間のフリート監視データと公開されている業界ベンチマークに基づき、水冷BTMSと空冷システムのデータ駆動型比較を提供します。
この比較には、Newbaseの水冷BTMSとBoschおよびMahleの液冷ソリューションを比較する競争ベンチマーキングセクション（セクション8）も含まれており、フリート調達エンジニアにサプライヤー評価のための実用的な参照情報を提供します。
両アプローチの根本的な物理的違いは、作動流体の熱特性に根ざしています。
地域市場の観点から見ると、スペースの節約は、シャーシのパッケージング制約がEU指令2007/46/EC（型式認証）によって規定されている欧州の都市バスや、シャーシ搭載機器のすべてのキログラムがペイロード容量を直接減少させるオーストラリアの鉱山トラックにとって特に価値があります。
| パラメータ | 空冷システム | 水冷BTMS（Newbase 10 kW） |
|---|---|---|
| 定格冷却能力 | 1-5 kW（周囲温度依存） | 10 kW |
| COP | 1.5-3.0 | >=2.5（測定値 2.65-2.85） |
| 動作温度範囲 | -10℃～50℃ | -30℃～+80℃ |
| 0℃以下の冷却 | 効果なし | あり（PTCヒーターオプション） |
| 最大セル温度（周囲温度35℃、1C放電時） | 48-55℃ | 36-40℃ |
| パック温度勾配 | 5-10℃ | 2-3℃ |
冷却能力の差は、特に急速充電中に顕著になります。150 kWのDC充電では、10 kWのBTMSはバッテリー温度を設定値から2℃以内に保ちます。同じシナリオの空冷システムでは、通常15分以内に7〜10℃の温度上昇が見られ、充電電流の derating がトリガーされます。
バッテリーパック全体の温度均一性は、長期的なサイクル寿命に最も影響を与える要因の1つです。並列接続されたストリング内のセルが異なる温度で動作すると、温度の高いセルがより多くの電流を運び、より速く劣化し、パック容量の制限要因となります。
冷却システムが消費するすべてのワットは、推進に利用可能なエネルギーを減少させます。
欧州のフリートオペレーターにとって、エネルギーコストは平均0.25〜0.35ドル/kWh（Eurostat 2024）であり、400 kWhの毎日の消費量に対する空冷システムの5〜8%の寄生損失は、車両あたり年間5,000〜8,000ドルの追加電気料金につながります。水冷BTMSは3.0〜3.5%の寄生損失で、これを3,000〜4,500ドルに削減し、車両あたり年間2,000〜3,500ドルを節約します。
空冷は冷却するだけで、バッテリーを加熱することはできません。寒冷地では、バッテリーは内部抵抗ヒーターに依存する必要があり、これは100 kWhのバッテリー容量あたり10℃の温度上昇ごとに0.3〜0.5 kWhを消費し、30〜40分かかります。
オプションのPTCヒーターを備えた水冷BTMSは、クーラントを直接加熱します。Newbase 10 kWユニットは24 kWのPTCヒーターを提供しており、クーラント量に応じて、-20℃から+20℃まで8〜10分で加熱できます。
| コスト要因 | 空冷システム | 水冷BTMS（Newbase 12 kW） |
|---|---|---|
| 初期ハードウェアコスト | 4,000〜6,000ドル | 8,500〜12,000ドル |
| 設置 | 1,500〜2,500ドル | 2,000〜3,000ドル |
| バッテリー交換（パック寿命、比例配分） | 25,000〜35,000ドル（寿命が短い） | 15,000〜20,000ドル（寿命が長い） |
| 5年間寄生エネルギーコスト | 6,000〜9,000ドル | 3,500〜5,500ドル |
| 5年間メンテナンス | 1,000〜2,000ドル | 2,500〜4,000ドル |
| 5年間総コスト | 37,500〜54,500ドル | 31,500〜44,500ドル |
水冷BTMSの5年間TCOは15〜20%低く、主にバッテリーパック寿命の長さによって推進されています。
これらのTCO数値は、内モンゴルルの大型トラックフリートデータに基づいています。欧州のオペレーターの場合、エネルギーコストの要素が高く（中国の0.12ドル/kWhに対し0.30ドル/kWh）、損益分岐点は18〜24ヶ月から14〜18ヶ月にシフトします。ディーゼル発電機充電が0.40〜0.60ドル/kWhかかるオーストラリアの鉱山オペレーターの場合、損益分岐点はさらに短縮され、10〜14ヶ月になります。
複数のサプライヤーを評価するフリート調達エンジニアのために、以下の比較は、2つの確立された欧州の熱管理ブランドに対する技術的な参照情報を提供します。
| パラメータ | Newbase 12 kW | Bosch eCooling（12 kWクラス） | Mahle Battery Thermal Management（12 kWクラス） |
|---|---|---|---|
| 定格冷却能力 | 12 kW | 12 kW | 11.5 kW |
| 測定COP | 2.65-2.85 | 2.4-2.6（公開データシート） | 2.3-2.5（公開データシート） |
| PTCヒーター（オプション） | 12 kW（標準）、24 kW（10 kWモデル） | 10 kW（最大） | 8 kW（最大） |
| 重量 | >=5 kg | 92-98 kg（バリアントによる） | 88-95 kg |
| 寸法（長さx幅x高さ mm） | 1158x604x355 | 1250x650x380 | 1200x620x370 |
| 電気統合 | 4-in-1（コントローラー、コンタクタ、ヒューズ、プリチャージ） | 2-in-1（コントローラー+コンタクタ別） | 3-in-1（コントローラー、コンタクタ、ヒューズ別） |
| IP定格 | IP67（電気）/ IP27（ユニット） | IP65（電気） | IP65（電気） |
| 通信プロトコル | J1939、CANopen、Modbus RTU（フィールド選択可能） | J1939のみ | CANopenのみ |
| カスタマイズ（OEM/ODM） | 電圧、CAN .dbc、コネクタ、PTC、エンクロージャーの色、取り付けポイント | 限定的（電圧とコネクタのみ） | 限定的（CANプロトコルとコネクタのみ） |
| 塩水噴霧保護 | 720時間 ASTM B117（標準）、304L SSフィッティング（オプション） | 480時間（標準） | 480時間（標準） |
| リードタイム（標準） | 4〜6週間 | 10〜14週間 | 10〜14週間 |
90トンの電動鉱山トラック（520 kWh LFPバッテリー）は、当初空冷システムで設計されていましたが、周囲温度38℃の積載上り坂走行サイクル中にバッテリー温度を50℃以下に保つことができませんでした。このトラックはNewbase 16 kW水冷BTMSでレトロフィットされました。
10台の電動バス（各303 kWh）で比較試験が実施されました。空冷バス5台、Newbase 10 kW水冷BTMS搭載バス5台。試験は同じ都市部ルートで12ヶ月間実施されました。
空冷ラックを使用していた500 kWhのESS（LFP、5x 100 kWhラック）を、Newbase 8 kW BTMSユニット1台を使用した液冷システムに置き換えました。このESSは、商業ビルのピークシェービングを提供します。
Newbaseは、コンプレッサー、ポンプ、コントローラー、およびすべての電気部品を対象とした3年間の包括的な保証でBTMSユニットをバックアップしています。フリート顧客向けに延長保証パッケージ（5年間）も利用可能です。OEM/ODMクライアントは、年間ボリュームコミットメントに基づいたカスタマイズされた保証条件を受け取ります。
すべてのユニットには、CANベースのデータアップロードによるリモート診断サポートが含まれています。Newbaseエンジニアリングチームは、重要なフリートの問題に対して24時間体制のテクニカルサポート応答を提供します。
国際的なクライアントのために、Newbaseはドイツ（EU）、テキサス（北米）、およびパース（オーストラリア）に地域サービスパートナーを維持しており、オンサイトコミッショニングサポート、スペアパーツ在庫、および保証サービスを提供しています。これにより、3つの地域のいずれにおいても、重要なBTMS障害に対する平均応答時間は48時間未満に保たれます。
水冷BTMSは、冷却能力、温度均一性、エネルギー効率、寒冷地性能、総所有コストのすべての重要な指標において、空冷を上回ります。12ヶ月のフリートデータと実際の導入事例は、水冷BTMSの初期ハードウェアプレミアムが、バッテリー寿命の延長、エネルギー消費量の削減、および計画外ダウンタイムの削減によって回収されることを確認しています。100 kWhを超えるバッテリーパックを備えた商用EVにとって、空冷はもはや実行可能な技術的選択肢ではありません。
確立された欧州ブランド（Bosch、Mahle）と比較すると、Newbase BTMSは、同等またはそれ以上のCOP、より高いPTCヒーター電力、より大きなカスタマイズ柔軟性、および大幅に短いリードタイムを提供し、北米、欧州、オーストラリア全域のコスト意識の高いOEMおよびフリートオペレーターにとって強力な選択肢となっています。
