日産自動車は2021年2月26日、次世代の「e-POWER」向け発電専用エンジンで、熱効率50％を達成する技術を発表した。現在、自動車用ガソリンエンジンの平均的な最高熱効率は30％台で、40％台前半が限界とされている中、今回の技術はエンジン開発において革新的なものだという。
e-POWERは、ガソリンエンジン、発電機、インバーター、モーターから成るコンパクトな一体型パワートレインと高電圧バッテリーで構成される。モーターのみで100％駆動するので、EVと同様、走る楽しさや静粛性に加え、燃費の良さが特長だ。従来のハイブリッドシステムとは異なり、エンジン出力とタイヤの駆動力とを完全に切り離すことで、エンジンを発電専用とし、エンジン燃焼を高効率化できる。将来的には完全な定点運転とすることで、熱効率のさらなる向上が期待されている。
日産は今回、熱効率50％を達成するために新燃焼コンセプト「STARC」（Strong Tumble and Appropriately stretched Robust ignition Channel）を開発した。STARCでは、筒内ガス流動や点火を強化し、より希釈された混合気を高圧縮比で確実に燃焼させるという。
従来エンジンの場合、変化する走行負荷に対応するために、混合気の希釈レベルの制御には制約があり、筒内ガス流動や点火方法、圧縮比などにも、さまざまな運転条件のトレードオフによって制約を受ける。しかし、エンジンを発電専用に特化し完全定点運転で使用することで、熱効率の飛躍的な向上が可能になる。
日産はすでに多筒エンジンにおいて、希釈方式としてEGRを使う場合で43％、リーン燃焼を使う場合で46％の熱効率を実証。完全定点運転にすることと廃熱回収技術を組み合わせることで、熱効率50％を達成できることを確認したという。
同社は、2050年のカーボンニュートラルの実現に向け、2030年代早期に主要市場に投入する新型車をすべて電動車両とする目標を掲げ、戦略的にパワートレインの開発を進めている。e-POWERシステムの超高効率エンジンによってLCAでCO2削減を図り、EV社会の実現を推進していくとしている。
